Question

【題目】如圖所示，電源電動勢E=25V，內電阻r=1Ω，定值電阻R1=12Ω，閉合開關，燈泡L恰好正常發光。P、Q是兩個平行金屬板，兩極板間的距離d=60cm，金屬板的長度L=1m。在金屬板的上邊緣，有一比荷 (不計重力)的帶負電粒子，以初速度=100m/s豎直向下射入極板間，并在金屬板的下邊緣離開，帶電粒子進入電場時到P板的距離和離開電場時到Q板的距離均為，求：

(1)兩極板間的電場強度大小E0；

(2)燈泡L的額定功率P。

Answer 1

【答案】（1）20 V/m（2）12 W

【解析】（1）電荷在極板間做類平拋運動，則

豎直方向有 L=v0t

水平方向有 d－－=at2

由牛頓第二定律可知ma=E0q

聯立解得E0==20 V/m

（2）電阻R1兩端電壓等于兩極板間的電壓為U=E0d=12 V

故由歐姆定律可得電路中的電流I==1 A

燈泡兩端的電壓為UL=E－Ir－U=12 V

燈泡L的額定功率P=IUL=12 W