Question

如圖，E=18V，r=1Ω，R₂=5Ω，R₃=6Ω，兩平行金屬板水平放置，相距2cm，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₁的滑動(dòng)片P恰好在中點(diǎn)時(shí)，一帶電量為q=-8×10^-7C的油滴正好平衡在兩極板之間，此時(shí)安培表計(jì)示數(shù)2A，
求（1）變阻器R₁的總電阻；
（2）油滴的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)串并聯(lián)特點(diǎn)，與閉合電路歐姆定律，結(jié)合安培表的讀數(shù)，即可求解；
（2）根據(jù)電容器的公式U=Ed，結(jié)合受力平衡條件，即可求解．

解答：解：（1）由題意可知，滑動(dòng)變阻器R₁與R₃并聯(lián)后與R₂串聯(lián)，因E=18V，r=1Ω，R₂=5Ω，R₃=6Ω，且安培表計(jì)示數(shù)2A，
所以滑動(dòng)變阻器R₁與R₃并聯(lián)后的電阻為R=

E

I

-r-R2=

18

2

-1-5=3Ω；
又R=

R3? R1 2

R3+ R1 2

；
因此R₁=12Ω；
（2）電容器與R₂并聯(lián)，則電容器的電壓U=U_R2=IR₂=2×5V=10V；
根據(jù)油滴正好平衡在兩極板之間，則有：mg=qE=q

U

d

；
解得：m=

qU

gd

=

8×10-7×10

10×0.02

kg=4×10^-5kg．
答：（1）變阻器R₁的總電阻R₁=12Ω；
（2）油滴的質(zhì)量m=4×10^-5kg．

點(diǎn)評(píng)：考查閉合電路歐姆定律與受力平衡條件的應(yīng)用，掌握電路的串并聯(lián)的特征，注意電容器與電阻R₂并聯(lián)，同時(shí)單位統(tǒng)一．