Question

電路如圖所示，電源電動勢E＝28 V，內阻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l＝0.20 m，兩極板的間距d＝1.0×10^－2 m。

(1)若開始時開關S處于斷開狀態，則當其閉合后，求流過R₄的總電量為多少？
(2)若開關S斷開時，有一帶電微粒沿虛線方向以v₀＝2.0 m/s的初速度射入C的電場中，剛好沿虛線勻速運動，問：當開關S閉合后，此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入C的電場中，能否從C的電場中射出？(要求寫出計算和分析過程，g取10m/s²)

Answer 1

(1)6.0×10^－12 C　(2)不能從C的電場中射出。

解析試題分析：(1)S斷開時，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R₄的總電荷量為:ΔQ＝CU₃－CU^/₃＝6.0×10^-12C。
(2)設微粒質量為m，電荷量為q，當開關S斷開時有：
當開關S閉合后，設微粒加速度為a，則
設微粒能從C的電場中射出，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的電場中射出。
考點：直流電路的計算；電容器問題；牛頓定律及平拋運動規律。