[题目]在平行金属板间的水平匀强电场中.有一长为L的轻质绝缘棒OA.其一端可绕O点在竖直平面内自由转动.另一端A处有一带电量为-q且不计重力的小球.质量为m的绝缘小球固定在OA棒中点处.当变阻器滑片在P点处时.棒静止在与竖直方向成角的位置.如图所示.已知此时BP段的电阻为R.平行金属板间的水平距离为d.(1)求此时金属板间电场的场强大小E,(2)若金属板旋转△α＝.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】在平行金属板间的水平匀强电场中，有一长为L的轻质绝缘棒OA，其一端可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端A处有一带电量为－q且不计重力的小球，质量为m的绝缘小球固定在OA棒中点处，当变阻器滑片在P点处时，棒静止在与竖直方向成角的位置，如图所示。已知此时BP段的电阻为R，平行金属板间的水平距离为d。

（1）求此时金属板间电场的场强大小E；

（2）若金属板旋转△α＝（图中虚线表示），并移动滑片位置，欲使棒与竖直方向的夹角不变，BP段的电阻应调节为多大？

（3）若金属板不转动，将BP段的电阻突然调节为R，带电小球初始位置视为零势能点，求带电小球电势能的最小值。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）轻杆力矩平衡：

EqLcos＝mgLsin

场强大小

E＝

（2）旋转前两金属板间电势差

U＝Ed＝

金属板旋转后杆仍平衡

E′qLcos＝mgLsin

E′＝

板旋转后，板距

U′＝E′d′＝

金属板间电势差与变阻器BP电阻成正比

得

（3）电阻调节为R后

杆逆时针旋转，至小球速度为零时，带电小球电势能最小，设此时杆与竖直角度为θ，根据动能定理

由题意可得

θ＝

所以电场力做功的最大值

即电势能的最小值

Em＝

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A.电压表V1示数增大

B.电压表V2、V3示数均增大

C.该变压器起降压作用

D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动

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A. 极板M比极板N电势低

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下表是某实验小组在固定挡板位置不变，改变R进行实验过程中所记录的实验数据

实验数据序号	1	2	3	4	5	6	7	8
外电压U外（V）	2.15	2.01	1.84		1.65	1.61	1.53	1.46
内电压U内（V）	0	0.12	0.26		0.42	0.45	0.52	0.58
内、外电压之和U总（V）	2.15	2.13	2.10	2.08	2.07	2.06	2.05	2.04

（1）该小组仔细检查仪器和研究实验过程，并没发现错误。重复上述实验所得数据仍为上述数据。则该实验U总逐渐变化的原因是：_________________________________；

（2）为了证实（1）中推断，该小组在获得序号6的数据时，用电流传感器测得流过R的电流为9mA。由此计算出两探针之间的电阻是____________Ω，该高内电阻电源在此挡板位置的实际内阻是______________Ω；

（3）根据以上判断和计算出的两个阻值，将序号4的实验数据补全_____________。

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