题目内容
一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=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处于断开状态时电容器所带电量为多少？
（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10m/s2）
（1）开关S处于断开状态时电容器所带电量为多少？
（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10m/s2）
分析：开关断开时，求出电阻两端的电压从而算出电容器的电量；当开关闭合时，求出路端的电压，从而电阻两端的电压．当断开时电场力与重力相平衡，而闭合后由重力与电场力的合力从而求出加速度大小，最终求出侧向位移．
解答：解：（1）S断开时，电阻R3两端电压为U3=
E=16V
则所求流过R4的总电量为Q=CU3=4.8×10-11C
（2）S闭合后，外阻为R=
=6Ω
路端电压为U=
=21V
电阻R3两端电压为
=
=14V
设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：
U3=mg
当开关S闭合后，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=6.25×10-3m＞
故微粒不能从C的电场中射出
| R3 |
| R2+R3+r |
则所求流过R4的总电量为Q=CU3=4.8×10-11C
（2）S闭合后，外阻为R=
| R1(R2+R3) |
| R1+(R2+R3) |
路端电压为U=
| RE |
| R+r |
电阻R3两端电压为
| U | ′ 3 |
| R3U |
| R2+R3 |
设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：
| q |
| d |
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则mg-
| ||
| d |
设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：t=
| L |
| v0 |
竖直方向：y=
| 1 |
| 2 |
由以上各式求得：y=6.25×10-3m＞
| d |
| 2 |
故微粒不能从C的电场中射出
点评：本题由殴姆定律与牛顿运动定律相综合应用，同时利用将类平抛运动分解成两相互垂直的简单直线运动．
练习册系列答案
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