题目

题型：宿迁模拟难度：来源：

如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R₁=5.0Ω、R₂=4.0Ω、R₃=2.0Ω、R₄=6.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=4.5cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s²，不计平行板电容器充放电时间，求：
（1）S接c时平行金属板两端电压是多少？上下极板哪板电势高？
（2）带电微粒在金属板中的运动时间．

答案

（1）S接c时：由闭合电路欧姆定律有 I=

E

R+r

 ①
而 R=R₁+

R2(R3+R4)

R2+R3+R4

=9Ω
代入①式解得  I=1A
S与b相接时金属板两端的电压为：U₁=IR₁=5V，
S与c相接时金属板两端的电压为：U₂=IR₂=4V  ②
电容器的电压等于电阻R₄的电压，在外电路中顺着电流方向电势降低，则知下极板电势高．
（2）设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有 mg=q?

U1

d

  ③
设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有
  mg+q?

U2

d

=ma ④
又

d

2

=

1

2

at2 ⑤
由②～⑤式代入数据解得  t=0.05s
答：
（1）S接c时平行金属板两端电压是4V，上极板电势高．
（2）带电微粒在金属板中的运动时间是0.05s．