Question

（2014?马鞍山一模）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

（2014?马鞍山一模）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，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）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？（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）

Answer 1

（1）S断开时，电阻R₃两端电压为U3＝

R3

R2+R3+r

E＝16V
S闭合后，外阻为R＝

R1(R2+R3)

R1+R2+R3

＝6Ω        
端电压为U＝

R

R+r

E＝21V
电阻R₃两端电压为

U

′ 3

＝

R3

R2+R3

U＝14V
则所求流过R₄的总电量为△Q＝CU3?CU′＝6.0×10?12C       
（2）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?

q U ′ 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）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，则流过R₄的总电量为6×10^-12C；
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以₀=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，不能从C的电场中射出．