Question

如圖14-2-8所示LC回路中C是一平行板電容器，兩板水平放置，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電容器內(nèi)帶電灰塵恰好靜止，當(dāng)開(kāi)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：

（1）從S閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)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？

圖14-2-8

Answer 1

2g g

解析:

（1）由T=2π得，該LC電路的振蕩周期為：

T=2πs=4π×10^-5 s

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，灰塵受力平衡，F(xiàn)=mg

開(kāi)關(guān)閉合經(jīng)2π×10^-5 s時(shí)，灰塵所受電場(chǎng)力與F大小相等、方向相反，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(chǎng)力等于零，物體只受重力作用，a=g.