Question

（12分）如圖所示，一電荷量q=3×10^-5C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)。電鍵S閉合后，當(dāng)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，電源電動(dòng)勢(shì)E=15v，內(nèi)阻r=0.5Ω，電阻R₁=3Ω，R₂=R₃=R₄=8Ω。g取10m/s²，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）電源的輸出功率；
（2）兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小；
（3）帶電小球質(zhì)量。

Answer 1

（1）28w   （2）140v/m   （3）

試題分析：（1）據(jù)題意，電阻R₂和R₃并聯(lián)后與R₁串聯(lián)，
則外電阻為R_w=7Ω，
據(jù)閉合電路歐姆定律可以計(jì)算總電流為：
電源輸出功率為：
（2）電容器與外電阻并聯(lián)，則電容器電壓等于外電壓。即：

兩極板距離為d=0.1m，則極板內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為：

（3）由于小球處于平衡狀態(tài)，則據(jù)平衡條件有：

小球質(zhì)量為：