题目内容
如图B-8所示，电源的电动势E=18V，内阻r=1.0Ω，电阻R2=5.0Ω，R3=6.0Ω.平行金属板水平放置，两板间距d=2cm，当可变电阻R1的滑动触头移至R1的中点时，电源的路端电压是16V，一个电荷量q=-8.0×10-9C的油滴正好平衡于两板之间，（g取10m/s2）求：
（1）R1的总电阻；
（2）油滴的质量；
（3）移动R1的滑动触头P，油滴可获得的向下的最大加速度为多少？
见解析
【试题分析】
（1）电路中的总电流为I=
=2A，R2两端的电压为UR2=I1R2=2×5.0=10V，R1、R3并联部分的电压为UR3=UR1=U1-UR2=16-10=6V，通过R3的电流为
，则通过R1的电流为IR1=I1-IR3=1A，则R1接入电路部分的电阻为
，则可变电阻的总阻值为R1=2R1′=2×6=12Ω.
（2）电容器并联在R2两端，则电容器两端的电压为UC=UR2=10V，根据平衡条件得q
=mg，油滴的质量为m=
=4.0×10-7kg.
（3）为使油滴获得向下的加速度，需要把R1的滑动触头P向上移动，以减小电容器两端的电压，从而减小电场力.为使向下的加速度最大，则应使R1的滑动触头向上移动R1的最上端，此时，R1、R3并联电阻为
，则R2两端的电压为
，电容器两端的电压为
，根据牛顿第二定律得
，油滴向下的最大加速度为
.
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