题目

如图所示的电路中，两平行金属板A，B水平放置，接入如图所示电路中，两板间的距离d=50cm，电源电动势E=15V，内电阻r，电阻R1=4Ω，R2=10Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，若小球质量为m=2×10-2kg，电量q=1×10-2C（取g=10m/s2）问： （1） 小球带正电还是负电，电容器的电压为多大？ （2） 电源的内阻为多大？电源的效率是多高？ 答案： 解：小球放入板间后，受重力和电场力作用，由二力平衡，可知电场力竖直向下，而电场强度方向向上，所以小球带负电 根据平衡条件有： mg=U2dq 代入数据解得： U2=10 V 解：电路中的电流 I=U2R2=1 A 根据闭合电路欧姆定律得： E=U2+I(R1+r) 代入数据解得： r=1 Ω 电源的效率 η=UIEI×100%=U1+U2E×100% 代入数据得： η=93.33%

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