一电路如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,虚

一电路如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,虚线
一电路如图所示,电源电动势E=28V,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,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.则
(1)开关S处于断开状态时,电容器两极板间的电压为多少?
(2)开关S处于闭合状态时,电容器两极板间的电压为多少?
(3)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入电容器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电容器C的电场中,能否从电容器C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2
wnxing 1年前 已收到1个回答 举报

木子厌俗 幼苗

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(1)开关S处于断开状态时,电容器两极板间的电压等于R3两端的电压,为:
U3=
R3
R2+R3+rE=[8/4+8+2]×28V=16V
(2)S闭合后,外电路总电阻为 R=
R1(R2+R3)
R1+(R2+R3)=
12×(4+8)
12+4+8Ω=6Ω
路端电压为 U=[R/R+r]E=[6/6+2×28V=21V
则电阻R3两端电压为 U3′=
R3U
R2+R3]=[8×21/4+8]V=14V
(3)设微粒质量为m,电量为q,当开关S断开时有:
qU3
d=mg
当开关S闭合后,设微粒加速度为a,则 mg-
qU′3
d=ma
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=
1/2]at2
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.
答:
(1)开关S处于断开状态时,电容器两极板间的电压为16V.
(2)开关S处于闭合状态时,电容器两极板间的电压为14V.
(3)微粒不能从C的电场中射出.

1年前

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