题目内容
【题目】如图所示，电源电动势E=10 V，内电阻r=1.0 Ω，电阻R1=5.0 Ω、R2=8.0 Ω、R3=2.0 Ω、R4=6.0 Ω，R5=4.0 Ω，水平放置的平行金属板相距d=2.4 cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10 m/s2，不计平行板电容器充放电时间，求
(1) 开关S接b时，金属板上下板间的电势差为多大？
(2) 开关S接c时，金属板上下板间的电势差为多大？
(3) 带电微粒在金属板中的运动时间．
【答案】（1）6V（2）3V（3）0.04s
【解析】
由闭合电路欧姆定律求出电路的电流及R1、R3、R4的电压，(1)当开关S接b时，金属板两板间的电压为R1和R3的电压和；(2)开关S接c时，金属板两板间的电压为R4两端的电压；(3)根据S接b时微粒P处于静止状态，重力等于电场力列式，设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，根据位移时间公式、牛顿第二定律列式即可求解。
(1) 由闭合电路欧姆定律有：
由以上两式解得：I=1A；
则U1=IR1=5V，
，
当开关S接b时，金属板两板间的电压为R1和R3的电压和，则金属板两板间的电压为6V；
(2) 开关S接c时，金属板两板间的电压为R4两端的电压，则金属板两板间的电压为3V；
(3) 设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有
设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有
由以上各式代入数据解得：t=0.04s。
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