题目内容

相距d=0.1m水平放置的平行金属板a和b,且中央有孔,为其提供电压的电路如图所示,且已知电源的电动势为E=24V,内阻为r=5Ω,分压电阻为R2=100Ω,现闭合电键K,当电流达到稳定后,将带电荷量为q=1.0×10-7C、质量为m=6.0×10-7kg的液滴从小孔正上方h=0.1m高处无初速滴下,为使液滴刚好不落在b板上.g=10m/s2,求:
(1)R2两端的电压.
(2)滑动变阻器R1的阻值.

【答案】分析:(1)液滴刚好不落在b板上时,到达b板的速度恰好为零,对下落的整个过程,运用动能定理求解电容器的电压,即为R2两端的电压.
(2)根据欧姆定律对R2研究,可求出电路中电流,由欧姆定律求解滑动变阻器R1的阻值.
解答:解:(1)当液滴从开始刚好能到b板附近时,对此过程应用动能定理,有:
  mg(h+d)-qU=0-0
解得ab两板电压(即为R1两端分压)
(2)对于部分电路R2
当R1两端分压为U时,由闭合电路欧姆定律得:
解得:
答:(1)R2两端的电压是12V.
(2)滑动变阻器R1的阻值是95Ω.
点评:本题电路、电场和力学知识的综合,第1问也可以这样列式求解:,联立解得,U=12V.
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