题目内容
如图所示，一电荷量q=3×10-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势?=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=R4=8Ω．g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）电源的输出功率；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）带电小球的质量．
【答案】分析：（1）先搞清楚电路的结构，根据闭合电路欧姆定律求出电流I，根据P出=I（E-Ir）求出电源的输出功率；
（2）电容器两端的电压等于路端电压，根据欧姆定律UC=I（R1+R23）求出电容器的电压，再根据E=
求出电场强度；
（3）小球处于静止状态，对小球进行受力分析，由平衡条件列出方程即可求解．
解答：解：（1）R2与R3并联后的电阻值R23=
=4Ω
由闭合电路欧姆定律得 I=
=
A=2A
电源的输出功率 P出=I（E-Ir）=28W
（2）两板间的电压 UC=I（R1+R23）=2×（3+4）=14V
两板间的电场强度 E=
=140N/C
（3）小球处于静止状态，所受电场力为F，又F=qE
由平衡条件得：水平方向 Tcosα-mg=0
竖直方向 Tsinα-qE=0
所以m=
=5.6×10-4kg
答：（1）电源的输出功率为28W；
（2）两板间的电场强度的大小为140N/C；
（3）带电小球的质量为5.6×10-4kg．
点评：本题考查闭合电路欧姆定律、匀强电场中电场强度与电势差的关系、平衡条件等相关知识，涉及知识点较多，题目难度适中．
（2）电容器两端的电压等于路端电压，根据欧姆定律UC=I（R1+R23）求出电容器的电压，再根据E=
求出电场强度；（3）小球处于静止状态，对小球进行受力分析，由平衡条件列出方程即可求解．
解答：解：（1）R2与R3并联后的电阻值R23=
=4Ω 由闭合电路欧姆定律得 I=
=A=2A 电源的输出功率 P出=I（E-Ir）=28W
（2）两板间的电压 UC=I（R1+R23）=2×（3+4）=14V
两板间的电场强度 E=
=140N/C （3）小球处于静止状态，所受电场力为F，又F=qE
由平衡条件得：水平方向 Tcosα-mg=0
竖直方向 Tsinα-qE=0
所以m=
=5.6×10-4kg答：（1）电源的输出功率为28W；
（2）两板间的电场强度的大小为140N/C；
（3）带电小球的质量为5.6×10-4kg．
点评：本题考查闭合电路欧姆定律、匀强电场中电场强度与电势差的关系、平衡条件等相关知识，涉及知识点较多，题目难度适中．
练习册系列答案
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（2010?上海模拟）如图所示，一电荷量q=3×10-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势?=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=3Ω，R2=R3=R4=8Ω．g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
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