题目内容
如图所示，一电荷量q=3×10-4C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．S合上后，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=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=4Ω，R2=R3=R4=12Ω．g取10m/s2．求：（1）流过电源的电流强度；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）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=
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
（2）根据U=IR求出电容器两端的电压，然后根据E=
| U |
| d |
（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 R23=
解得 R23=6Ω
由闭合电路欧姆定律得：I=
解得：I=1 A
（2）电容器两板间的电压 UC=I（R1+R23）
电容器两板间的电场强度 E1=
=
解得 E1=100N/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=
解得：m=4×10-3 kg
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100N/C；
（3）小球的质量4×10-3 kg．
| R2R3 |
| R2+R3 |
解得 R23=6Ω
由闭合电路欧姆定律得：I=
| E |
| R1+R23+r |
解得：I=1 A
（2）电容器两板间的电压 UC=I（R1+R23）
电容器两板间的电场强度 E1=
| UC |
| d |
| I(R1+R23) |
| d |
解得 E1=100N/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=
| qE1 |
| gtanα |
解得：m=4×10-3 kg
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100N/C；
（3）小球的质量4×10-3 kg．
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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