试题与答案

如图所示的电路中,电容器电容C=1μF,线圈的自感系数L=0.1mH,先将电键S

题型:问答题

题目:

如图所示的电路中,电容器电容C=1μF,线圈的自感系数L=0.1mH,先将电键S拨至a,这时电容器内有一带电液滴恰保持静止.然后将电键S拨至b,经过t=3.14×10-5s,油滴的加速度是多少?当油滴的加速度a为何值时,LC回路中的振荡电流有最大值?(g=10m/s2,研究过程中油滴不与极板接触)

答案:

当S拨至a时,油滴受力平衡,显然带负电,所以有:

mg=q

U
d

当S拨至b时,LC回路中有震荡电流,其振荡周期为:

T=

LC
=2×3.14×
0.1×10-3×1×10-6
=6.28×10-5s

当t=3.14×10-5s时,电容器恰好反向充电结束,此时油滴受到向下的电场力,由牛顿第二定律得:

qU
d
+mg=ma

以上式子联立,代入数据得:

a=20m/s2

当震荡电流最大时,两极板间电压为零,板间没有电场,油滴仅受重力作用

所以有:

mg=ma'

得:a'=g=10m/s2

答:经过t=3.14×10-5s,油滴的加速度是20m/s2,当油滴的加速度a为10m/s2时,LC回路中的振荡电流有最大值.

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