如图所示.电源电动势E=10V.内电阻r=1.0Ω.电阻R1=5.0Ω.R2=4.0Ω.R3=2.0Ω.R4=6.0Ω.水平放置的平行金属板相距d=4.5cm.原来单刀双掷开关S接b.在两板中心的带电微粒P处于静止状态,现将单刀双掷开关S迅速接到c.带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上.取g=10m/s2.不计平行板电容器充放电时间.求:(1)S接c时平行金属� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R₁=5.0Ω、R₂=4.0Ω、R₃=2.0Ω、R₄=6.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=4.5cm，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s²，不计平行板电容器充放电时间，求：
（1）S接c时平行金属板两端电压是多少？上下极板哪板电势高？
（2）带电微粒在金属板中的运动时间．

分析：（1）由闭合电路欧姆定律求出电路的电流及R₁、R₃、R₄的电压：当开关S接b时，金属板两板间的电压为R₁和R₃的电压和；开关S接c时，金属板两板间的电压为R₄两端的电压；
（2）根据S接b时微粒P处于静止状态，重力等于电场力列式，设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，根据位移时间公式、牛顿第二定律列式即可求解．

解答：解：（1）S接c时：由闭合电路欧姆定律有 I=

R+r

①
而 R=R₁+

R2(R3+R4)

R2+R3+R4

=9Ω
代入①式解得 I=1A
S与b相接时金属板两端的电压为：U₁=IR₁=5V，
S与c相接时金属板两端的电压为：U₂=IR₂=4V ②
电容器的电压等于电阻R₄的电压，在外电路中顺着电流方向电势降低，则知下极板电势高．
（2）设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有 mg=q?

③
设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有
mg+q?

=ma ④
又

at2 ⑤
由②～⑤式代入数据解得 t=0.05s
答：
（1）S接c时平行金属板两端电压是4V，上极板电势高．
（2）带电微粒在金属板中的运动时间是0.05s．

点评：本题主要考查了闭合电路欧姆定律及牛顿第二定律、匀加速直线运动位移时间公式的应用，难度适中．

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（1）AO两点间的电势差U_AO；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为R_x．

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