Question

18．如图所示，电阻R₁=20Ω，R₃=10Ω，平行金属板电容器的电容C=10^-4F，两板间距离为d=5cm，A，B两点电压为U₀=30V，在平行金属板之间，一质量为m=2×10^-3kg、带电量为q=10^-4C的液滴保持静止状态（取g=10m/s²）求：
（1）电容器的电量；
（2）R₂的电阻值．

Answer 1

分析 （1）液滴静止处于平衡状态，应用平衡条件求出极板间的电压，然后求出电热器的电荷量．
（2）应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值．

解答 解：（1）液滴静止处于平衡状态，由平衡条件得：q$\frac{{U}_{CD}}{d}$=mg，
电热器的电荷量：Q=CU_CD，解得：Q=$\frac{Cmgd}{q}$=$\frac{1{0}^{-4}×2×1{0}^{-3}{×10×5×10}^{-2}}{1{0}^{-4}}$=1×10^-3C；
（2）R₁与R₂组成串联电路，由欧姆定律得：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{{U}_{CD}}{\frac{{U}_{0}-{U}_{CD}}{{R}_{1}}}$=$\frac{10}{\frac{30-10}{20}}$=10Ω；
答：（1）电容器的电量为1×10^-3C；
（2）R₂的电阻值为10Ω．

点评 本题考查了求电热器带电量、求电阻阻值问题，本题是含容电路问题，分析清楚电路结构是解题的前提与关键，应用平衡条件、串联电路特点与欧姆定律、电容定义式即可解题．