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如图所示,电源电动势为10V,内电阻为0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,当S闭合时,一带电油滴恰好静止在水平放置的平行金属板间。求S断开时,油滴的加速度为多大?方向如何?取g=10

网友投稿  2022-12-13 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,电源电动势为10V,内电阻为0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,当S闭合时,一带电油滴恰好静止在水平放置的平行金属板间。求S断开时,油滴的加速度为多大?方向如何?取g=10

◎ 答案

a=1.5g=15m/s2,方向:竖直向上

◎ 解析

分析:当S闭合时,电容器与R2并联,根据欧姆定律得到电容器的电压与电源电动势的关系.由油滴静止,根据平衡条件得到,重力与板间电压的关系.S断开时,电路中没有电流,板间电压等于电源的电动势,根据牛顿第二定律得到加速度与板间电压的关系,再联立求解加速度的大小.由于板间电压增大,场强增大,油滴的加速度方向向上.
解答:解:当S闭合时,电容器与R2并联
U1= R2E/(R1+R2+r)=0.4E
对油滴静止,由平衡条件:mg= U1q/d,得到mg=0.4qE/d
当S断开时,电容器与电源并联U2=E
对油滴,由牛顿第二定律:U2q/d-mg=ma,得到2.5mg-mg=ma
得a=1.5g=15m/s2,方向向上.
答:S断开时,油滴的加速度为15m/s2,方向向上.
点评:本题是电路与电场、力学知识的综合,考查处理综合题的能力.电容器的电压与所并联电路的电压相等.电路稳定后,电容器所在电路电流为零,其电压等于所在电路两端的电压.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电源电动势为10V,内电阻为0.5Ω,R1=5.5Ω,R2=4Ω,当S闭合时,一带电油滴恰好静止在水平放置的平行金属板间。求S断开时,油滴的加速度为多大?方向如何?取g=10…”主要考查了你对  【电路问题分析】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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