Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電動勢Ed＝6V，內阻r＝1Ω，一定值電阻R0＝9.0Ω，變阻箱阻值在0﹣99.99Ω范圍。一平行板電容器水平放置，電容器極板長L＝100cm，板間距離d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此時，將變阻箱阻值調到R1＝2.0Ω，一帶電小球以v0＝10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，并沿直線水平穿過電容器。求：

（1）變阻箱阻值R1＝2.0Ω時，R0的電功率是多少？

（2）變阻箱阻值R1＝2.0Ω時，若電容器的電容C＝2μF，則此時電容器極板上帶電量多大？

（3）保持帶電小球以v0＝10m/s的速度從左端沿中線水平射入電容器，變阻箱阻值調到何值時，帶電小球剛好從上極板右端邊緣射出？

Answer 1

【答案】（1）2.25W （2）2×10﹣6C （3）50Ω

【解析】

（1）當R1＝2.0Ω時，閉合回路電流I為：

代入數據解得：I＝0.5A

所以PR0＝I2R0＝0.52×9＝2.25W；

(2)當R1＝2.0Ω時，UR1＝IR1＝1V

由Q＝CU＝2×10﹣6C；

(3) 當R1＝2.0Ω時，則：Mg＝qE

電路中分壓關系，則有：

調節變阻箱阻值到，使得帶電小球剛好從上極板邊緣射出，則：

qE2﹣Mg＝Ma

且

又

水平向：L＝vot

由以上各工，代入數值得＝50Ω。