Question

電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝28 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，電阻R₁＝12 Ω，R₂＝R₄＝4 Ω，R₃＝8 Ω，C為平行板電容器，其電容C＝3.0 pF，虛線到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l＝0.20 m，兩極板的間距d＝1.0×10^－2 m。

(1)若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)，則當(dāng)其閉合后，求流過(guò)R₄的總電量為多少？
(2)若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有一帶電微粒沿虛線方向以v₀＝2.0 m/s的初速度射入C的電場(chǎng)中，剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場(chǎng)中，能否從C的電場(chǎng)中射出？(要求寫出計(jì)算和分析過(guò)程，g取10m/s²)

Answer 1

(1)6.0×10^－12 C　(2)不能從C的電場(chǎng)中射出。

解析試題分析：(1)S斷開(kāi)時(shí)，電阻R₃兩端電壓為U₃＝＝16 V
S閉合后，外阻為
端電壓為U＝E＝21 V
電阻R₃兩端電壓為
則所求流過(guò)R₄的總電荷量為:ΔQ＝CU₃－CU^/₃＝6.0×10^-12C。
(2)設(shè)微粒質(zhì)量為m，電荷量為q，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)有：
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，設(shè)微粒加速度為a，則
設(shè)微粒能從C的電場(chǎng)中射出，則水平方向：
豎直方向：y＝at²
由以上各式求得：y＝6.25 m＞
故微粒不能從C的電場(chǎng)中射出。
考點(diǎn)：直流電路的計(jì)算；電容器問(wèn)題；牛頓定律及平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。