Question

【題目】如圖的電路中，電池組的電動(dòng)勢(shì)=30V，電阻，兩個(gè)水平放置的帶電金屬板間的距離d=1.5cm。在金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為g帶電量C的油滴，當(dāng)把可變電阻器的阻值調(diào)到35Ω接入電路時(shí)，帶電油滴恰好靜止懸浮在電場(chǎng)中，此時(shí)安培表示數(shù)I=1.5A，試求：

(1)兩金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度；

(2)B點(diǎn)的電勢(shì)；

(3)電阻通電10s鐘產(chǎn)生的熱量；

(4)要使電池組的輸出功率為62.5W，應(yīng)把的阻值調(diào)到多大?

Answer 1

【答案】（1）1400N/C（2）27V（3）243J（4）5Ω

【解析】

(1)由油滴受力平衡有：

得到：

代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出：E=1400N/C

(2)電容器的電壓：

流過(guò)的電流：

B點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)間的電勢(shì)差：

因?yàn)?/span>B點(diǎn)的電勢(shì)大于零，則電路中節(jié)點(diǎn)B的電勢(shì).

(3)流過(guò)的電流：

電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生熱量：

(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律得電源的內(nèi)阻：

由：

計(jì)算得出

又由：

代入計(jì)算得出R=10Ω

又因?yàn)楦鶕?jù)串并聯(lián)電阻與總電阻的關(guān)系：

代入計(jì)算得出

答：(1)兩金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=1400N/C；

(2)B點(diǎn)的電勢(shì)；

(3)電阻通電10s鐘產(chǎn)生的熱量Q=243J；

(4)要使電池組的輸出功率為62.5W，應(yīng)把的阻值調(diào)到5Ω.