Question

12．如圖所示，一質(zhì)量m=4×10^-3kg，電荷量q=3×10^-4C帶正電的小球，用絕緣細(xì)線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點(diǎn)．S合上后，小球靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角α=37°．已知兩板相距d=0.1m，電源內(nèi)阻r=2Ω，電阻R₁=4Ω，R₂=R₃=R₄=12Ω．（g取10m/s²．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�
（2）流過(guò)電源的電流強(qiáng)度；
（3）電源的總功率．

Answer 1

分析 （1）對(duì)小球受力分析根據(jù)共點(diǎn)力平衡求的電場(chǎng)強(qiáng)度
（2）求的電容器兩端的電壓，即為路端電壓，再求出R₂R₃并聯(lián)后的總電阻，然后根據(jù)歐姆定律求干路的電流強(qiáng)度
（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律求的電源電壓，由P=EI求的功率

解答 解：（1）對(duì)小球受力分析，有共點(diǎn)力平衡可得qE=mgtanα
解得E=100N/C
（2）路端電壓為U=Ed=100×0.1V=10V
R₂與R₃并聯(lián)后的電阻值  ${R}_{23}=\frac{{R}_{2}{R}_{3}}{{R}_{2}+{R}_{3}}$ 
解得    R₂₃=6Ω
流過(guò)干路電流為$I=\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{23}}=\frac{10}{4+6}A=1A$
（3）電源的電動(dòng)勢(shì)為 E=Ir+U=12V
故電源的總功率為P=EI=12×1W=12W        
答：（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小100N/C
（2）流過(guò)電源的電流強(qiáng)度為1A；
（3）電源的總功率為12W

點(diǎn)評(píng) 本題考查含有電容器的電路問(wèn)題，難點(diǎn)是確定電容器兩端的電壓，一定要明確與電容器串聯(lián)的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線