Question

（12分）如圖所示，一對間距d=0.2m、豎直放置的平行金屬板M、N分別接于電路中的B、P兩點，P為變阻器R₂的中點，平行金屬板的內部是絕緣（無電流通過）的，其間產生的電場可視為勻強電場。現將一帶電小球c用質量不計的絕緣細線懸掛于電場中某點，小球質量m=1×10^-6kg，電量q=1×10^-8C。小球靜止時懸線與豎直方向的夾角α=37°，變阻器R₂的總阻值為500Ω，定值電阻R₁=1480Ω，電源內阻r=20Ω。求：

（1）小球所在位置電場強度E_c的大小；

（2）電路中流經電阻R₁的電流強度；

（3）電源電動勢E。

Answer 1

 (12分)解答與評分標準：

（1）小球受到三個力平衡，由平衡條件得到：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）閉合電路歐姆定律：E= I (r+ R₁+ R₂)= 0.6×(20+1480+500) V =1200V      (3分)