Question

【題目】如圖所示，電源電動勢E=50V，內阻r=1Ω， R1=3Ω，R2=6Ω．間距d=0.2m的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開關S，板間電場視為勻強電場．板間豎直放置一根長也為d的光滑絕緣細桿AB，有一個穿過細桿的帶電小球p，質量為m=0.01kg、帶電量大小為q=1×10-3C（可視為點電荷，不影響電場的分布）．現調節滑動變阻器R，使小球恰能靜止在A處；然后再閉合K，待電場重新穩定后釋放小球p．取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）小球的電性質和恰能靜止時兩極板間的電壓；

（2）小球恰能靜止時滑動變阻器接入電路的阻值；

（3）小球p到達桿的中點O時的速度．

Answer 1

【答案】(1)U=20V (2)Rx=8Ω (3)v=1.05m/s

【解析】

(1)小球帶負電；

恰能靜止應滿足：

(2)小球恰能靜止時滑動變阻器接入電路的阻值為Rx，由電路電壓關系:

代入數據求得Rx=8Ω

(3)閉合電鍵K后，設電場穩定時的電壓為U'，由電路電壓關系:

代入數據求得U'=V

由動能定理:

代入數據求得v=1.05m/s