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如图所示,电源电动势E=50V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω.间距d=0.2m的两平行金属板M、N水平放置,闭合开关S,板间电场视为匀强电场.板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB,有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m=0.01kg、带电量大小为q=1×10-3C(可视为点电荷,不影响电场的分布).现调节滑动变阻器R,使小球恰能静止在A处;然后再闭合K,待电场重新稳定后释放小球p.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压;
(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)小球p到达杆的中点O时的速度.
(1)由电路图可知,上极板为正极板;
因小球静止,故小球电场力与重力大小相等,方向相反,故受电场力向上,故小球带负电
由mg=Eq=
Uq
d
得
U=
mgd
q
=20V;
即小球带负电,两板间的电压为20V;
(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为Rx,由电路中电压关系可得:
E
RX+R2+r
=
U
R2

代入数据求得Rx=8Ω
小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω;
(3)闭合电键K后,设电场稳定时的电压为U′,
由电路电压关系:
E
RX+R12+r
=
U′
R12

代入数据求得U′=
100
11
V
由动能定理:mg
d
2
-
U′q
2
=
mv2
2
;
代入数据求得v=1.05m/s
小球到达中点的速度为1.05m/s.
练习册系列答案
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(1)判断粒子的电性;
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小题1:求小球带何种电荷,电荷量是多少?并说明理由.
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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Fcosθ
q
B.AB两点的电势差为
Fdcosθ
q
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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