Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A，B水平放置，接入如圖所示電路中，兩板間的距離d=50cm，電源電動(dòng)勢(shì)E=15V，內(nèi)電阻r，電阻R1=4Ω，R2=10Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶電的小球放入板間恰能保持靜止，若小球質(zhì)量為，電量，問(wèn)：

（1）小球帶正電還是負(fù)電，電容器的電壓為多大？

（2）電源的內(nèi)阻為多大？

（3）電源的效率是多大？（取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）10V （2） （3）93.33%

【解析】試題分析：小球放入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，由二力平衡判斷電場(chǎng)力的方向，進(jìn)而判斷電荷的正負(fù)，根據(jù)受力平衡求解電容器電壓；由歐姆定律求出通過(guò)電路的電流，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求解內(nèi)阻；根據(jù)求解電源效率。

（1）小球放入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，由二力平衡，小球應(yīng)帶負(fù)電，且，

代入數(shù)據(jù)解得：

（2）電路中的電流為：

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（3）電源的效率：