问题
问答题
如图所示电路，电源电动势E=90V，内阻r=5Ω，R1=10Ω，R2=20Ω，板面水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d=3cm，在两板间的正中央有一带电液滴，电量q=2×10-7C，质量m=4×10-5kg，取g=10m/s2，求：
（1）若液滴恰好能处于静止状态，电压表的示数是多少？若此时滑动变阻器的滑动触头C正好在变阻器正中点，那么滑动变阻器的最大阻值Rm是多大？
（2）将滑动触头C迅速滑到A端，则液滴将向哪个极板作什么性质的运动？到达该极板时的速度是多大？
答案
（1）液滴静止，则有：q
=mgUC1 d
得：UC1=
=60V电压表示数为60Vmgd q
电路中的电流为：I1=
=2AE-UC1 (R1+r)
则：
=Rm 2 UC1 I1
代人数据，解得：Rm=60Ω
（2）液滴向上做加速直线运动，此时电容器两端电压为：
UC2=
•Rm=72VE R1+Rm+r
设粒子达到极板的速度是v，由动能定理：
q
-mgUC2 2
=d 2
mv2-01 2
代人数据得：v=
m/s6 10
答：
（1）液滴静止时，电压表的示数是60V，滑动变阻器的最大阻值60Ω；
（2）液滴向上做加速直线运动，到达该极板时的速度是
m/s6 10