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，電源電動勢E=15V，內電阻r，電阻R1=4Ω，R2=10Ω，閉合開關S，待電路穩定后，將一帶電的小球放入板間恰能保持靜止，若小球質量為，電量，問：

（1）小球帶正電還是負電，電容器的電壓為多大？

（2）電源的內阻為多大？

（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，受重力和電場力作用，由二力平衡判斷電場力的方向，進而判斷電荷的正負，根據受力平衡求解電容器電壓；由歐姆定律求出通過電路的電流，再根據閉合電路歐姆定律求解內阻；根據求解電源效率。

（1）小球放入板間后，受重力和電場力作用，由二力平衡，小球應帶負電，且，

代入數據解得：

（2）電路中的電流為：

根據閉合電路歐姆定律得：

代入數據解得：

（3）電源的效率：