Question

【題目】一電路如圖所示，電源電動勢E=28V，內阻r=2Ω，電阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C為平行板電容器，其電容C=3.0pF，虛線到兩極板距離相等，極板長L=0.40m，兩極板的間距d=1.0×10-2m。

（1）若開關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的右側電場中射出？（要求寫出計算和分析過程，只寫結果不寫過程不給分，g取10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）6.0×10-12C（2）微粒能從C的電場中射出

【解析】

（1）S斷開時，電阻R3兩端電壓為：

S閉合后，外阻為：

路端電壓為：

電阻R3兩端電壓為：

則所求流過R4的總電量為：

△Q＝CU3CU3′＝6.0×1012C

（2）設微粒質量為m，電量為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：

由以上各式求得：

故微粒能從C的電場中射出。（其他符合題意的計算也可以得分）