Question

（12分）如圖所示，一電荷量q=3×10^-5C帶正電的小球，用絕緣細線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點。電鍵S閉合后，當小球靜止時，細線與豎直方向的夾角α=37°。已知兩板相距d=0.1m，電源電動勢E=15v，內阻r=0.5Ω，電阻R₁=3Ω，R₂=R₃=R₄=8Ω。g取10m/s²，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）電源的輸出功率；
（2）兩板間電場強度大小；
（3）帶電小球質量。

Answer 1

（1）28w   （2）140v/m   （3）

試題分析：（1）據題意，電阻R₂和R₃并聯后與R₁串聯，
則外電阻為R_w=7Ω，
據閉合電路歐姆定律可以計算總電流為：
電源輸出功率為：
（2）電容器與外電阻并聯，則電容器電壓等于外電壓。即：

兩極板距離為d=0.1m，則極板內電場強度為：

（3）由于小球處于平衡狀態，則據平衡條件有：

小球質量為：