题目内容
17.如图所示的电路中,定值电阻均为R,电源电动势为E,内阻r=$\frac{R}{2}$,水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,质量为m的小液滴恰好能静止在两板的正中间.(重力加速度用g表示)求(1)流过电源的电流大小;
(2)两金属板间的电场强度的大小;
(3)小液滴带何种电荷,带电量为多少.
分析 (1)根据闭合电路欧姆定律求流过电源的电流;
(2)根据欧姆定律求出电容器两极板间的电压,由$E=\frac{U}{d}$求两金属板间的场强;
(3)液滴受力平衡,列出平衡方程求带电量,判断电性
解答 解:(1)根据闭合电路的欧姆定律,有流过电源的电流为:$I=\frac{E}{R+R+r}=\frac{E}{R+R+\frac{R}{2}}=\frac{2E}{5R}$
(2)电容器两极板间的电压为:$U=IR=\frac{2E}{5R}×R=\frac{2}{5}E$
两金属板间的电场强度为:${E}_{场}^{\;}=\frac{U}{d}=\frac{2E}{5d}$
(3)平行板电容器内电场方向竖直向下,因为液滴静止,液滴受到重力和竖直向上的电场力,液滴带负电,有:
$mg=q{E}_{场}^{\;}$
液滴的电量为:$q=\frac{mg}{{E}_{场}^{\;}}=\frac{mg}{\frac{2E}{5d}}=\frac{5mgd}{2E}$
答:(1)流过电源的电流大小为$\frac{2E}{5R}$;
(2)两金属板间的电场强度的大小$\frac{2E}{5d}$;
(3)小液滴带负电荷,带电量为$\frac{5mgd}{2E}$
点评 本题是电路与电场两部分知识的综合,关键是确定电容器的电压与电动势的关系,在直流电路中,电容器相当于断路,与电容器串联的支路电流为0.
练习册系列答案
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D. | 电场线上某一点的切线方向跟该点的场强方向相反 |
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B. | 图乙可能是图甲中x=4m处质点的振动图象 | |
C. | 这列波的波速为20m/s | |
D. | 从t=0时刻开始,图甲中x=1处的质点在3s内运动的路程为60m |
6.如图所示电路中,电源内阻忽略不计.闭合电建,电压表示数为U,电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( )
A. | U先变大后变小 | B. | I先变大后变小 | ||
C. | U与I比值先变大后变小 | D. | U变化量与I变化量比值等于R3 |
7.如图所示,为一枚小火箭由地面竖直向上发射的速度-时间图象.则由图象可知( )
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D. | t2~t3时间内火箭加速下降 |