Question

7．在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=15V，內(nèi)阻r=1Ω，R₁=30Ω，R₂=60Ω，滑動(dòng)變阻器阻值為R，兩平行金屬板水平放置，板間距離d=20cm，g=10m/s²．
（1）當(dāng)R=29Ω時(shí)，R₂消耗的電功率是多少？
（2）若有一質(zhì)量為2×10^-3g，帶電量為4×10^-7C的油滴在兩平行板之間恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻多大？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，R₁與R₂并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由串并聯(lián)電路的性質(zhì)可得出總電阻，由閉合電路歐姆定律可得電路中的電流及R₂兩端的電壓，由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$   可求得R₂消耗的電功率；
（2）對(duì)油滴由受力平衡：mg=q$\frac{U}xu6m3kx$，求得外壓U，再由全電路歐姆定律求得R值．

解答 解：（1）閉合電路的外電阻為R_外=R+$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=49Ω           ①
      根據(jù)閉合電路的歐姆定律$I=\frac{E}{{R}_{外}+{r}_{0}}$                 ②
    R₂兩端的電壓為U=E-I（r+R_外）=（15-0.3×30）V=6V     ③
     R₂消耗的功率為${P}_{2}=\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=0.6W                       ④
     電阻R₂消耗的電功率為0.6W；
（2）油滴受合力為0：mg=$\frac{U}leyudltq$              ⑤
       干路電流：I=$\frac{U}{\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}}$             ⑥
     E=I（r+R+$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$）                  ⑦
   由⑤⑥⑦可得：R=9Ω
答：（1）當(dāng)R=29Ω時(shí)，R₂消耗的電功率是0.6W
  （2）滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為9Ω

點(diǎn)評(píng) 考查串聯(lián)并聯(lián)電路阻值的求解明確R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$，由受力平衡確定場(chǎng)強(qiáng)，由全電路歐姆定律定律E=u+Ir求得電阻．