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E=16V.内阻r=1Ω.电阻R1=7Ω.R2=R3=R4=16Ω．g取10m/s2.已知sin37°=0.6.cos37°=0.8．g=10m/S2.求:(1)电源的输出功率,(2)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．

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E=16V，内阻r=1Ω，电阻R₁=7Ω，R₂=R₃=R₄=16Ω．g取10m/s²，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．g=10m/S²，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．

分析（1）先求出R₂R₃并联后的总电阻，然后根据闭合电路欧姆定律求干路的电流强度
（2）根据U=IR求出电容器两端的电压，然后根据E=$\frac{U}{d}$求出极板间的场强
（3）对小球进行受力分析，根据平衡条件求小球的质量

解答解：（1）R₂与R₃并联后的电阻值  ${R}_{23}=\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}=\frac{16×16}{16+16}Ω=8Ω$
由闭合电路欧姆定律得：$I=\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{23}+r}$
解得：I=1 A
（2）电容器两板间的电压   U_C=I（R₁+R₂₃）=1×（7+8）V=15V
电容器两板间的电场强度 ${E}_{1}=\frac{{U}_{C}}{d}$
解得  E₁=150N/C
（3）小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：F=mgtanα
又有：F=qE
所以$m=\frac{q{E}_{1}}{gtan37°}=\frac{3×1{0}^{-5}×150}{10×0.75}kg=6×1{0}^{-4kg}$
答：（1）流过电源的电流强度为1A；
（2）两板间的电场强度的大小150N/C；
（3）小球的质量6×10^-4kg．

点评本题考查含有电容器的电路问题，难点是确定电容器两端的电压，一定要明确与电容器串联的电阻相当于导线．

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1．

如图所示，斜面的倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，有一个水平推力F作用在质量为m的物体上，要使物体能静止在斜面上，求：水平推力F的取值范围（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

8．

现用以下器材测量某电池的电动势和内电阻
A．被测电池（电动势在10V～15V之间，内阻较小）
B．电阻箱（0～20Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
D．定值电阻R₀（阻值为5Ω）
E．电流表A₁（量程为0.6A）
F．电流表A₂（量程为3A）
G．电键
H．导线若干
实验中只用到了包括电池和定值电阻$R_0^{\;}$在内的六种实验器材，并利用实验数据作出了通过电源的电流I的倒数$\frac{1}{I}$和外电路电阻R（R₀除外）的关系图线，即$\frac{1}{I}$-R图线，如图1所示．则
（1）实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择电阻箱；
（2）在虚线框内画出实验原理图2；
（3）根据图线求出电池的电动势为12V，内阻为1Ω；
（4）说出实验中产生误差的原因（说出两条即可）电流表A₂的内阻分压产生的系统误差；
电流表读数时产生的偶然误差；
作$\frac{1}{I}$-R图线时产生的偶然误差．

18．

在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电动势随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R=9Ω的电阻串联在一起，线圈的电阻为1Ω，则（　　）

	A．	通过电阻R的电流瞬时值表达式为i=10sin200πt A
	B．	电阻R两端的电压有效值为90V
	C．	图中t=1×10^-2s时，线圈位于垂直中性面的位置
	D．	1s内电阻R上产生的热量为450J

5．