问题
计算题
电路如图所示,电源电动势E=28 V,内阻r=2 Ω,电阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,虚线到两极板距离相等,极板长l=0.20 m,两极板的间距d=1.0×10-2 m。
(1)若开始时开关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v0=2.0 m/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)
答案
(1)6.0×10-12 C (2)不能从C的电场中射出。
题目分析:(1)S断开时,电阻R3两端电压为U3==16 V
S闭合后,外阻为
端电压为U=E=21 V
电阻R3两端电压为
则所求流过R4的总电荷量为:ΔQ=CU3-CU/3=6.0×10-12C。
(2)设微粒质量为m,电荷量为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:y=at2
由以上各式求得:y=6.25 m>
故微粒不能从C的电场中射出。