问题
问答题
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）
答案
（1）S断开时，电阻R3两端电压为U3=
E=16VR3 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=
=6Ω R1(R2+R3) R1+(R2+R3)
路端电压为U=
=21VRE R+r
电阻R3两端电压为
=U ′3
=14VR3U R2+R3
设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：
U3=mgq d
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则mg-
=maqU ′3 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=
at21 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