Question

【题目】电路如图所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝3 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，图中虚线到两极板距离相等，极板长l＝0.30 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m.求：

（1）若开关S处于断开状态，R3上的电压是多少？

（2）当开关闭合后，R3上的电压会变化，那么电容器上的电压等于多少？

（3）若开关S闭合时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝3.0 m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S断开后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g取10m/s2)

Answer 1

【答案】(1) U3＝16 V (2) U3′＝13.3V (3) 微粒不能从C的电场中射出

【解析】

（1）S断开时，电阻R3两端电压为U3＝E＝16 V；

（2）S闭合后，外阻为R＝＝6 Ω，

端电压为U＝E＝20V

电阻R3两端电压为U3′＝U＝13.3V.

（3）设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S闭合时有：＝mg

当开关S断开后，设微粒加速度为a，则－mg＝ma

设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：t＝

竖直方向：y＝at2

由以上各式求得：y＝0.01 m＞故微粒不能从C的电场中射出．