问题
计算题
如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压为Uab，电阻R1=20Ω，R2=60Ω，右端连接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板。闭合开关
，板间电场视为匀强电场，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。调节滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s2。试问：
（1）输出电压为Uab是多大？微粒沿中线匀速运动时，电阻R1消耗的电功率是多大？
（2）微粒带何种电荷？为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？
答案
当粒子匀速通过平板时，粒子的重力与电场力平衡，设此时R2两端的电压为U2，那么：
解得：
="20V " （3分）
（1）R1与R2并联后，电阻R12=15Ω，而R12与变阻器串联，则R总=30Ω
那么：
="40V " （4分）
又P=
得：电阻R1消耗的功率为：P2="20W " （4分）
（2）因上极板带正电，故粒子带负电（1分）
粒子穿过板的时间t=
=0.2s （2分）
当粒子刚从下极板穿出时：
而：E=
联立解得：U
=18V(2分)
同理有：
而：E=
联立解得：U
="22V " （2分）
故R2两端的电压应满足的条件是：18V＜U2＜22V （1分）