题目内容
【题目】如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20m,两极板的间距d=1.0×10—2m。
(1)开关S原来是断开的,当其闭合后,通过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板电容器的电场中,刚好沿虚线匀速运动,则当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入电场中,能否从电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)
【答案】（1）
（2）微粒不能从C的电场中射出
【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＝6．0×10－12C． （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＝6．25×10－3m>
（1分）
故带电微粒不能从极板间射出． （1分）
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