Question

如圖所示，一對(duì)間距d=0.2m、豎直放置的平行金屬板M、N分別接于電路中的B、P兩點(diǎn)，P為變阻器R₂的中點(diǎn)，平行金屬板間產(chǎn)生的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)將一帶電小球c用質(zhì)量不計(jì)的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛于電場(chǎng)中某點(diǎn)，小球質(zhì)量m=l×10^-6kg，電量Ω=1×10^-6C．小球靜止時(shí)懸線(xiàn)與豎直方向的夾角α=37°，變阻器R₂的總阻值為500Ω，定值電阻R₁=1480Ω，電源內(nèi)阻r=20Ω．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²．求：
（l）小球所在位置電場(chǎng)強(qiáng)度Ec的大小；
（2）電源電動(dòng)勢(shì)E．

Answer 1

分析：先根據(jù)小球的受力情況得出重力和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式，即可求出場(chǎng)強(qiáng)E_c的大��；再根據(jù)U=Ed列出等式，即可求出R₁的電流強(qiáng)度；最后利用閉合電路歐姆定律求出電源電動(dòng)勢(shì)E．

解答：解：（1）極板N與滑動(dòng)變阻器的P端相連，而P又是與電源的正極板相連的，所以極板N是正極板，帶點(diǎn)的小球c偏向極板N的一側(cè)，說(shuō)明c是帶負(fù)電的，所以c帶負(fù)電．
小球受到三個(gè)力平衡，由平衡條件得到：mgtanα=qE_c，
解出E_c=tana

mg

q

=

1×10-6×10

1×10-6

×

3

4

=7.5N/C
（2）BP之間的電壓為U_BP=E_cd=7.5×0.2 V=1.5V
流過(guò)電阻R₂的電流I=

UBP

R2 2

=

1.5

250

=0.006A
根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=I （r+R₁+R₂）=0.006×（20+1480+500）V=12V
答：（l）小球所在位置電場(chǎng)強(qiáng)度Ec的大小7.5N/C；
（2）電源電動(dòng)勢(shì)E=12V．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)電路特點(diǎn)的分析和帶電小球c帶電性質(zhì)的理解，根據(jù)小球的受力情況求出電場(chǎng)力，進(jìn)而求出場(chǎng)強(qiáng)的大小，電動(dòng)勢(shì)由閉合電路歐姆定律來(lái)求解．