如图所示电路中,电源电动势ε=18V,内阻r=1Ω,外电路中电阻R2=5Ω,R3=6Ω,平行板间距d=2cm,当滑动变阻
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解题思路:(1)电路稳定后,电容器相当于断路,电路中滑动变阻器的一半阻值与R3并联后与R2串联,由闭合电路欧姆定律可求得R1的一半阻值,即可求得总阻值;

(2)电容器两端的电压等于R2两端的电压,求出其电压,再由电容的定义式求解其电量Q.

(3)带电微粒处于悬浮状态,故受力平衡;由受力平衡可求得微粒的质量;

(4)滑动变阻器P调到最上面,得到电容器的电压,根据牛顿第二定律求解其加速度.

(1)根据闭合电路欧姆定律得:

I=[ɛ

R2+

R3•0.5R1

R3+0.5R1

代入得:2=

18

5+

5×0.5R1

5+0.5R1

解得 R1=12Ω

(2)电容器的电压U=ɛ-Ir=18-2×1=16V

则电容器所带的电量Q=CU=50×10-6×16C=8×10-4C

(3)微粒处于静止状态,则有:mg=q

U/d]

则 q=[qU/dg]=6.4×10-5kg

(4)滑动变阻器P调到最上面时,外电路总电阻为 R=R2+

R1R3

R1+R3=5+[12×6/12+6]=9Ω

电容器的电压U′=[R/R+r]ɛ=[9/9+1]×18V=16.2V

根据牛顿第二定律得:q[U′/d]-mg=ma

联立解得 a=0.125m/s2

答:

(1)滑动变组器R1的总阻值是12Ω;

(2)电容器所带的电量Q是8×10-4C;

(3)微粒的质量是6.4×10-5kg;

(4)滑动变阻器P调到最上面,电路稳定后微粒的加速度是0.125m/s2

点评:

本题考点: 闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 本题综合考查了闭合电路的欧姆定律、电容器、牛顿第二定律等重点知识,综合性较强;解题时注意寻找到各知识点及它们之间的联系,特别是要注意电路的分析及电容器的性质.