题目内容
如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=4.0Ω、R3=2.0Ω、R4=6.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=4.5cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s2，不计平行板电容器充放电时间，求：（1）S接c时平行金属板两端电压是多少？上下极板哪板电势高？
（2）带电微粒在金属板中的运动时间．
【答案】分析：（1）由闭合电路欧姆定律求出电路的电流及R1、R3、R4的电压：当开关S接b时，金属板两板间的电压为R1和R3的电压和；开关S接c时，金属板两板间的电压为R4两端的电压；
（2）根据S接b时微粒P处于静止状态，重力等于电场力列式，设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，根据位移时间公式、牛顿第二定律列式即可求解．
解答：解：（1）S接c时：由闭合电路欧姆定律有
①
而 R=R1+
=9Ω
代入①式解得 I=1A
S与b相接时金属板两端的电压为：U1=IR1=5V，
S与c相接时金属板两端的电压为：U2=IR2=4V ②
电容器的电压等于电阻R4的电压，在外电路中顺着电流方向电势降低，则知下极板电势高．
（2）设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有
③
设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有
④
又
⑤
由②～⑤式代入数据解得 t=0.05s
答：
（1）S接c时平行金属板两端电压是4V，上极板电势高．
（2）带电微粒在金属板中的运动时间是0.05s．
点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律及牛顿第二定律、匀加速直线运动位移时间公式的应用，难度适中．
（2）根据S接b时微粒P处于静止状态，重力等于电场力列式，设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，根据位移时间公式、牛顿第二定律列式即可求解．
解答：解：（1）S接c时：由闭合电路欧姆定律有
①而 R=R1+
=9Ω代入①式解得 I=1A
S与b相接时金属板两端的电压为：U1=IR1=5V，
S与c相接时金属板两端的电压为：U2=IR2=4V ②
电容器的电压等于电阻R4的电压，在外电路中顺着电流方向电势降低，则知下极板电势高．
（2）设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有
③设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有
④又
⑤由②～⑤式代入数据解得 t=0.05s
答：
（1）S接c时平行金属板两端电压是4V，上极板电势高．
（2）带电微粒在金属板中的运动时间是0.05s．
点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律及牛顿第二定律、匀加速直线运动位移时间公式的应用，难度适中．
练习册系列答案
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如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1和△U2，下列说法中正确的是（ ）
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如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数为U1、U2，示数变化的绝对值分别为△U1和△U2，电流表的示数为I，电流表示数变化的绝对值为△I，下列说法中正确的是（ ）| A、小灯泡L1、L2变暗，L3变亮 | ||||
| B、小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 | ||||
| C、△U1＜△U2 | ||||
D、
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