Question

一電路如圖25－11所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝28 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，電阻R₁＝12 Ω，R₂＝R₄＝4 Ω，R₃＝8 Ω，C為平行板電容器，其電容C＝3.0 pF，虛線到兩極板間距離相等，極板長L＝0.20 m，兩極板的間距d＝1.0×10^{－2 m.}

圖25－11

(1)若開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則當(dāng)其閉合后，求流過R₄的總電荷量為多少？

(2)若開關(guān)S斷開時(shí)，有一帶電微粒沿虛線方向以v₀＝2.0 m/s的初速度射入C的電場中，剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng)，問：當(dāng)開關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中，能否從C的電場中射出？(要求寫出計(jì)算和分析過程，g取10 m/s²)

Answer 1

解析：(1)S斷開時(shí)，電阻R₃兩端電壓為U₃＝E＝16 V

S閉合后，外電阻為R＝＝6 Ω

路端電壓為U＝E＝21 V

此時(shí)電阻R₃兩端電壓為U′₃＝U＝14V

則流過R₄的總電荷量為ΔQ＝CU₃－CU′₃＝6.0×10^－12C.

(2)設(shè)微粒質(zhì)量為m，電荷量為q，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)有：＝mg

當(dāng)開關(guān)S閉合后，設(shè)微粒加速度為a，則mg－＝ma

設(shè)微粒能從C的電場中射出，則水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t＝

豎直方向的位移為：y＝at²

由以上各式求得：y＝6.25×10^－3m＞

故微粒不能從C的電場中射出．

答案：(1)6.0×10^－12C　(2)不能