Question

如图所示，电源电动势E=18V，内阻r=2Ω，两平行金属板水平放置，相距d=2cm，当变阻器R2的滑片P恰好移到中

如图所示，电源电动势E=18V，内阻r=2Ω，两平行金属板水平放置，相距d=2cm，当变阻器R2的滑片P恰好移到中点时，一带电量q=-2×10-7C的液滴刚好静止在电容器两板的正中央，此时理想电流表的读数为1A．已知定值电阻R1=6Ω求：（1）带电液滴的质量（取g=10m/s2）．（2）当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，液滴到达极板时的动能．

Answer 1

（1）根据闭合电路欧姆定律，路端电压为；
U=E-Ir=18-1×2.0=16V
液滴平衡，故：
mg=q

U

d

解得：
m=

qU

dg

=

2×10?7×16

0.02×10

=1.6×10^-5kg
（2）当滑片在中点时：
I（R+

R2

2

）=U=16V
解得：
R₂=20Ω
当滑片滑到C点时，路端电压：
U′=

E(R1+R2)

r+R1+R2

=

117

7

V＞16V
根据动能定理，液滴到达上极板时的动能为：

1

2

mv2=

1

2

mgd?

1

2

qU′＝q(U?U′)=

1

2

×（-2×10^-7C）×（16V-

117

7

V）=7.14×10^-8J
答：（1）带电液滴的质量为1.6×10^-5kg．
（2）当把滑动变阻器的滑动片P迅速移到C点后，液滴到达极板时的动能为7.14×10^-8J．