题目内容
【题目】如图所示，光滑绝缘斜面高度h＝0.45 m，斜面底端与光滑绝缘水平轨道圆弧连接，水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线．平行板和三个电阻构成如图所示电路，平行板板长为l＝0.9 m，板间距离d＝0.6 m，R1＝3 Ω，R2＝3 Ω， R3＝6 Ω．可以看为质点的带电小球，电量q＝－0.01 C，质量m＝0.03 kg，从斜面顶端静止下滑．
（1）若S1、S2均断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源电动势E．
（2）若S1断开，S2闭合，小球离开平行板右边缘时，速度偏向角tan θ＝
，求电源内阻r．
（3）若S1、S2均闭合，判断小球能否飞出平行板？
【答案】（1）18 V （2）1 Ω （3）能飞出
【解析】
考查力电综合问题．
（1）小球下滑过程机械能守恒，
由机械能守恒定律得：
解得： 
，
对S1、S2均断开时，极板电势差即为电源电动势E，
由平衡条件得：
解得：
E＝
＝
＝18 V
（2）当S1断开，S2闭合时，带电小球做类平抛运动，
水平方向：
竖直方向分速度：
对带电小球，由牛顿第二定律得：
，其中：
，
代入数据解得：a1＝4m/s2，E1＝18 N/C，UC＝10.8 V，
当S1断开，S2闭合时，R1与R3串联，电容器与R3并联，
电容器两端电压：
由部分电路欧姆定律：
由闭合电路欧姆定律：
代入数据解得：r＝1 Ω．
（3）当S1、S2均闭合时，R2与R3并联，并联电阻：
电路电流：
电压：
对小球，由牛顿第二定律得：
其中电压：
联立求解：
对带电小球类平抛运动分析，有：
联立求解：y＝0.3 m，y＝
＝0.3 m，
带电小球恰好从右侧极板边缘飞出．
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