Question

如圖所示的電路中，電容器電容C=1μF，線圈的自感系數L=0.1mH，先將電鍵S撥至a，這時電容器內有一帶電液滴恰保持靜止．然后將電鍵S撥至b，經過t=3.14×10^－5s，油滴的加速度是多少？當油滴的加速度a^/為何值時，LC回路中的振蕩電流有最大值？（g=10m/s²，研究過程中油滴不與極板接觸）

Answer 1

油滴的加速度是a=20m/s²，a^/= 10m/s²

當S撥至a時，油滴受力平衡，顯然帶負電
所以mg=qU/d（3分）
當S撥至b時，LC回路中有電流，其振蕩周期為
s（3分）
當t==3．14×10^－5s時，電容器恰好反向充電結束，由牛頓第二定律得，
qU/d+mg=ma（3分）
以上式子聯立，代入數據解得，a=20m/s²（3分）
當振蕩電流最大時，兩極板間無電場，油滴僅受重力作用
所以mg=ma^/，a^/= g=10m/s²．（3分）