Question

【题目】如图所示的电路，电源的电动势E＝28 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3．0 pF，虚线到两极板的距离相等，极板长L＝0．20 m，两极板的间距d＝1．0×10－2 m．

（1）若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少？

（2）若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0＝2．0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间，能否从极板间射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）6．0×10－12 C （2）不能

【解析】

试题分析：

（1）S断开时，电阻R3两端电压

U3＝＝16 V （1分）

S闭合后，外电路的总电阻R＝＝6 Ω 路端电压U＝＝21 V

电阻R3两端的电压U′3＝U＝14 V （2分）

流过R4的电荷量ΔQ＝CU3－CU′3＝6．0×10－12 C． （1分）

（2）设带电微粒的质量为m，带电荷量为q，当开关S断开时有＝mg （1分）

当开关S闭合后，设带电微粒的加速度为a，则mg－＝ma （1分）

假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向t＝ （1分）

竖直方向y＝at2 （1分）

由以上各式得y＝6．25×10－3 m> （1分）

故带电微粒不能从极板间射出． （1分）