Question

如圖所示，電源電動勢E=10V，內電阻r=1.0Ω，電阻R₁=5.0Ω、R₂=8.0Ω、R₃=2.0Ω、R₄=6.0Ω，R₅=4.0Ω，水平放置的平行金屬板相距d=2.4cm，原來單刀雙擲開關S接b，在兩板中心的帶電微粒P處于靜止狀態；現將單刀雙擲開關S迅速接到c，帶電微粒與金屬板相碰后即吸附在金屬板上，取g=10m/s²，不計平行板電容器充放電時間，求帶電微粒在金屬板中的運動時間？

Answer 1

由閉合電路歐姆定律有 I=

E

R+r

而 R=R1+

(R3+R4)R2

R2+R3+R4

=9Ω
代入①式解得  I=1A  
則U₁=IR₁=5V，U3=

I

2

?R3=1V，U4=

I

2

?R4=3V      
設微粒的質量為m，帶電量為q，S接b時微粒P處于靜止狀態，微粒應帶負電，且有mg=q?

U1+U3

d

設S接c時微粒P的加速度為a，在金屬板中運動時間為t，則有mg+q?

U4

d

=ma
  

d

2

=

1

2

at2
由②～⑤式代入數據解得  t=0.04s
答：帶電微粒在金屬板中的運動時間是0.04s．