Question

如圖13所示，電源內(nèi)阻r=2Ω，電阻R₁=8Ω，R₂=10Ω，閉合開(kāi)關(guān)S₁斷開(kāi)S₂時(shí)，在相距d=8cm水平放置的固定金屬板間有一質(zhì)量m=0.1g，所帶電荷量q=-5×10^-6C的微粒恰好靜止在A、B兩板的正中央位置.（g取10m/s²）求：
（1）電源電動(dòng)勢(shì)；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁也斷開(kāi)后，微粒將以多大的加速度向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；
（3）若要微粒在第（2）問(wèn)中不與極板相接觸，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)多大的距離時(shí)，將開(kāi)關(guān)S₂閉合，微粒才不會(huì)與極板接觸而反向運(yùn)動(dòng).

Answer 1

見(jiàn)試題分析
【試題分析】

（1）開(kāi)關(guān)S₁閉合S₂斷開(kāi)，兩板間電壓為電阻R₂兩端的電壓U₂，由題意可知
       =mg                                                      ①
在閉合回路中有                              ②
由①②兩式可得
E=

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁斷開(kāi)后，A、B兩端電壓為電源電動(dòng)勢(shì)，而E=2U₂，微粒所受電場(chǎng)力為原來(lái)的兩倍，其合外力大小為mg，方向向上，微粒以加速度g向A板運(yùn)動(dòng).
（3）若要微粒不與A板相接觸而反向運(yùn)動(dòng)，也就是當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A板附近時(shí)的速度為零.當(dāng)開(kāi)關(guān)S₂閉合時(shí)，兩金屬板的電壓為零，微粒僅受重力作用，加速度為g，方向向下，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知，微粒加速的距離與減速的距離相同時(shí)速度為零（加速度大小相同），微粒向A板加速運(yùn)動(dòng)的最大距離s=d/4=2cm，此時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S₂，微粒才不會(huì)與A極板接觸.