Question

如圖14-2-12所示，LC回路中C是一平行板電容器，兩板水平放置，開關(guān)斷開時(shí)，電容器內(nèi)帶電灰塵恰好靜止，當(dāng)開關(guān)S閉合后，灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若C=4 μF，L=0.1 mH，求：

圖14-2-12

（1）從S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過2π×10^-5 s時(shí)，電容器內(nèi)灰塵的加速度大小是多少？

（2）當(dāng)灰塵的加速度多大時(shí)，線圈中電流最大？

Answer 1

解：（1）由得

=4π×10^-5 s

開關(guān)斷開時(shí)，灰塵受力平衡，F(xiàn)=mg.

開關(guān)閉合經(jīng)2π×10^-5 s時(shí)，灰塵所受電場力與F等大反向，故受合力為2mg.由牛頓第二定律得：2mg=ma，所以a=2g.

（2）當(dāng)電容器放電完畢時(shí)，電流最大，此時(shí)灰塵所受電場力等于零，物體只受重力作用,a=g.

答案：2g      g