题目

如图所示电路，电源电动势E=3 V，内阻r=1 Ω，两个定值电阻阻值R1=R2 =2 Ω，电容器的电容C=20 μF。开关全部闭合时，一颗带电油滴恰能在极板间静止。取重力加速度g=10 m/s2，求： (1)极板的带电荷量大小； (2)电源的效率； (3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成)，油滴加速度的大小和方向。 答案：(1)4×10-5 C　(2)66.7% (3)5 m/s2　方向竖直向上 【解析】(1)回路电流I==1 A 电容器两板间电压U=IR1=2 V 电容器带电荷量Q=CU=4×10-5 C (2)电源输出功率P=IU=2 W 电源总功率P总=IE=3 W 电源效率η=×100%≈66.7% (3)设油滴带电荷量为q，极板间距为d 开始时q=mg 后来q-mg=ma 解得a=5 m/s2，方向竖直向上

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