Question

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.

求：(1)若开关S处于断开状态，R₃上的电压是多少？

(2)当开关闭合后，R₃上的电压会变化，那么电容器上的电压等于多少？

(3)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)

Answer

（1）16V；（2）14V；（3）不能。

【解析】

试题分析：(1)S断开时，电阻R3两端电压为U3＝E＝16 V；

(2)S闭合后，外阻为R＝＝6 Ω，端电压为U＝E＝21 V

电阻R3两端电压为U3′＝U＝14 V

(3)设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有：＝mg

当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则mg－＝ma

设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：t＝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．

考点：全电路欧姆定律。

【名师点晴】利用全电路欧姆定律时，需要我们知道哪部分是外电路，求外电路的电阻时需要用到电阻的串联与并联；而计算粒子能否穿过电容，则需要计算在电容中偏转的距离，如果偏转的距离大于极板间的一半，则不能射出，否则就能够射出。