题目内容
(9分)一电路如图所示,电源电动势
,内阻
,电阻
,
,
,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
,两极板的间距
。
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过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
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闭合后,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
)
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【答案】
(1)
(2)故微粒不能从C的电场中射出。
【解析】(1)S断开时,电阻R3两端电压为![]()
S闭合后,外阻为
端电压为![]()
电阻R3两端电压为![]()
则所求流过R4的总电量为
……………………4分
(2)设微粒质量为m,电量为q,当开关S断开时有:![]()
当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则![]()
设微粒能从C的电场中射出,则水平方向:![]()
竖直方向:![]()
由以上各式求得:![]()
故微粒不能从C的电场中射出。 …………5分
本题考查闭合电路的含容电路问题分析,把开关闭合后电容器充电,电容器电量的变化即为流过R4的电量,求得电源断开和闭合电容器两端电压和电量,通过计算即可,第二问考查带电粒子在电场中的偏转,求得电容器的电压,根据E=U/d求得电场强度,计算加速度,根据类平抛原理计算可得
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