题目内容
实验室里有一水平放置的平行板电容器,知道其电容C=1μF.在两板带有一定电荷时,发现一粉尘恰好静止在两板间.手头上还有一个自感系数L=0.1mH的电感器,现连成如图所示电路,试分析以下两个问题:
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(1)从S闭合时开始计时,经过π×10-5s时,电容器内粉尘的加速度大小是多少?
(2)当粉尘的加速度为多大时,线圈中电流最大?
答案:(1)2g (2)g
解析:电键断开时,电容器内带电粉尘恰好静止,说明电场力方向向上,且F电=mg,闭合S后,L、C构成LC振荡电路,
T=2π
=2π×10-5s,经
=π×10-5s时,电容器间的场强反向,电场力的大小不变,方向竖直向下,由牛顿第二定律得:a=
=2g.
(2)线圈中电流最大时,电容器两极间的场强为零,由牛顿第二定律可得:a=
=g,方向竖直向下.
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