Question

【题目】如图所示的电路中，电源电动势Ed＝6V，内阻r＝1Ω，一定值电阻R0＝9.0Ω，变阻箱阻值在0﹣99.99Ω范围。一平行板电容器水平放置，电容器极板长L＝100cm，板间距离d＝40cm，重力加速度g＝10m/s2，此时，将变阻箱阻值调到R1＝2.0Ω，一带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，并沿直线水平穿过电容器。求：

（1）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，R0的电功率是多少？

（2）变阻箱阻值R1＝2.0Ω时，若电容器的电容C＝2μF，则此时电容器极板上带电量多大？

（3）保持带电小球以v0＝10m/s的速度从左端沿中线水平射入电容器，变阻箱阻值调到何值时，带电小球刚好从上极板右端边缘射出？

Answer 1

【答案】（1）2.25W （2）2×10﹣6C （3）50Ω

【解析】

（1）当R1＝2.0Ω时，闭合回路电流I为：

代入数据解得：I＝0.5A

所以PR0＝I2R0＝0.52×9＝2.25W；

(2)当R1＝2.0Ω时，UR1＝IR1＝1V

由Q＝CU＝2×10﹣6C；

(3) 当R1＝2.0Ω时，则：Mg＝qE

电路中分压关系，则有：

调节变阻箱阻值到，使得带电小球刚好从上极板边缘射出，则：

qE2﹣Mg＝Ma

且

又

水平向：L＝vot

由以上各工，代入数值得＝50Ω。