Question

如图14-2-8所示LC回路中C是一平行板电容器，两板水平放置，开关断开时，电容器内带电灰尘恰好静止，当开关S闭合后，灰尘在电容器内运动，若C="4" μF， L="0.1" mH，求：
（1）从S闭合时开始计时，经过2π×10^-5 s时，电容器内灰尘的加速度大小是多少？
（2）当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？

图14-2-8

Answer 1

2g g

（1）由T=2π得，该LC电路的振荡周期为：
T=2πs=4π×10^-5 s
开关断开时，灰尘受力平衡，F=mg
开关闭合经2π×10^-5 s时，灰尘所受电场力与F大小相等、方向相反，故受合力为2mg.由牛顿第二定律得：2mg=ma，所以a=2g.
（2）当电容器放电完毕时，电流最大，此时灰尘所受电场力等于零，物体只受重力作用，a=g.