题目内容
【题目】如图，水平放置的平行板电容器，两板间距为d=0.2m，板长为L=1m，电源电动势为E=12V、r=1Ω，R1=R2=R3= 4Ω，R4=1Ω。有一带电液滴以v0=2m/s的初速度从板间的正中点水平射入，电键S断开时恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将电键S闭合，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（g取10m/s2）
(1)电键S闭合后液滴经过P点以后的加速度
(2)液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间．
【答案】(1) 5m/s2 (2) 0.3s
【解析】
(1) 开始时R1与R4串联；电容器两端的电压与R4两端的电压相等，电路中的电流为：
R4两端的电压为：
U=I1R4=2×1=2V
电键闭合，R1与R2并联后与R4串联；电容器两端的电压与R4两端的电压相等。有：
电流为：
R4两端的电压为：
U′=I2R4=3×1=3V
开始时液滴做匀速直线运动，得：
电键闭合后，极板之间的电势差增大，所以电场强度增大，电场力大于重力，液滴向上做加速运动，满足：
联立得：
a=5m/s2
（2）由题，液滴刚好从金属板末端飞出，则偏转的距离：
联立得：
液滴穿过电场的时间为：
所以：液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间为：
t=t2-t1=0.5-0.2=0.3s
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