Question

【題目】如圖的電路中，電池組的電動勢=30V，電阻，兩個水平放置的帶電金屬板間的距離d=1.5cm。在金屬板間的勻強電場中，有一質量為g帶電量C的油滴，當把可變電阻器的阻值調到35Ω接入電路時，帶電油滴恰好靜止懸浮在電場中，此時安培表示數I=1.5A，試求：

(1)兩金屬板間的電場強度；

(2)B點的電勢；

(3)電阻通電10s鐘產生的熱量；

(4)要使電池組的輸出功率為62.5W，應把的阻值調到多大?

Answer 1

【答案】（1）1400N/C（2）27V（3）243J（4）5Ω

【解析】

(1)由油滴受力平衡有：

得到：

代入數據計算得出：E=1400N/C

(2)電容器的電壓：

流過的電流：

B點與零電勢點間的電勢差：

因為B點的電勢大于零，則電路中節點B的電勢.

(3)流過的電流：

電阻在10s內產生熱量：

(4)根據閉合電路歐姆定律得電源的內阻：

由：

計算得出

又由：

代入計算得出R=10Ω

又因為根據串并聯電阻與總電阻的關系：

代入計算得出

答：(1)兩金屬板間的電場強度E=1400N/C；

(2)B點的電勢；

(3)電阻通電10s鐘產生的熱量Q=243J；

(4)要使電池組的輸出功率為62.5W，應把的阻值調到5Ω.