Question

（10分）如图所示，一对间距d=0.2m、竖直放置的平行金属板M、N分别接于电路中的B、P两点，P为变阻器R₂的中点，平行金属板的内部是绝缘（无电流通过）的，其间产生的电场可视为匀强电场。现将一带电小球c用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球质量m=1×10^-6kg，电量q=1×10^-8C。小球静止时悬线与竖直方向的夹角α=37°，变阻器R₂的总阻值为500Ω，定值电阻R₁=1480Ω，电源内阻r=20Ω。求：

（1）小球所在位置电场强度E_c的大小；

（2）电路中流经电阻R₁的电流强度；

（3）电源电动势E。

Answer 1

(10分)解答与评分标准：

（1）小球受到三个力平衡，由平衡条件得到：mgtanα=qE_c，              (3分)

解出E_c===750N/C                     (1分)

（2）U_BP=E_cd=750×0.2 V =150V                                         (1分)

I=A=0.6A                                            (2分)

（3）闭合电路欧姆定律：E= I (r+ R₁+ R₂)= 0.6×(20+1480+500) V =1200V      (3分)