Question

【题目】如图所示，电源电动势E=18V，内阻r=2Ω，两平行金属板水平放置，相距d=2cm，当变阻器R2的滑片P恰好移到中点时，一带电量q=﹣2×10﹣7C的液滴刚好静止在电容器两板的正中央，此时理想电流表的读数为1A．已知定值电阻R1=6Ω求：

（1）带电液滴的质量（取g=10m/s2）．
（2）当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，液滴到达极板时的动能．

Answer 1

【答案】
（1）解：根据闭合电路欧姆定律，路端电压为；

U=E﹣Ir=18﹣1×2.0=16V

液滴平衡，故：

mg=q

解得：

m= = =1.6×10﹣5kg

答：带电液滴的质量为1.6×10﹣5kg．

（2）解：当滑片在中点时：

I（R+ ）=U=16V

解得：

R2=20Ω

当滑片滑到C点时，路端电压：

U′= =

根据动能定理，液滴到达上极板时的动能为：

= = ×（﹣2×10﹣7C）×（16V﹣ V）=7.14×10﹣8J

答：当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，液滴到达极板时的动能为7.14×10﹣8J．

【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律求解路端电压，然后对液滴根据共点力平衡条件列式求解质量；（2）当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，电压增加，液滴向上做匀加速直线运动，根据动能定理列式求解末动能．
【考点精析】本题主要考查了动能定理的综合应用的相关知识点，需要掌握应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能正确解答此题．