如图所示.一电荷量q=3×10-5C带正电的小球.用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．电键S合上后.当小球静止时.细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m.电源电动势?=15V.内阻r=0.5Ω.电阻R1=3Ω.R2=R3=R4=8Ω．g取10m/s2.已知sin37°=0.6.cos37°=0.8．求:(1)电源的输出功率,(2)两板间的电场强� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2010?上海模拟）如图所示，一电荷量q=3×10^-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点．电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m，电源电动势?=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=3Ω，R₂=R₃=R₄=8Ω．g取10m/s²，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）电源的输出功率；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）带电小球的质量．

分析：（1）先搞清楚电路的结构，根据闭合电路欧姆定律求出电流I，根据P_出=I（E-Ir）求出电源的输出功率；
（2）电容器两端的电压等于路端电压，根据欧姆定律U_C=I（R₁+R₂₃）求出电容器的电压，再根据E=

求出电场强度；
（3）小球处于静止状态，对小球进行受力分析，由平衡条件列出方程即可求解．

解答：解：（1）R₂与R₃并联后的电阻值R₂₃=

R2R3

R2+R3

=4Ω 　　
由闭合电路欧姆定律得 I=

R1+R23+r

3+4+0.5

A=2A
电源的输出功率 P_出=I（E-Ir）=28W 　
（2）两板间的电压 U_C=I（R₁+R₂₃）=2×（3+4）=14V 　　
两板间的电场强度 E=

=140N/C 　　
（3）小球处于静止状态，所受电场力为F，又F=qE 　　　
由平衡条件得：水平方向 Tcosα-mg=0
竖直方向 Tsinα-qE=0 　
所以m=

gtan37°

=5.6×10^-4kg
答：（1）电源的输出功率为28W；
（2）两板间的电场强度的大小为140N/C；
（3）带电小球的质量为5.6×10^-4kg．

点评：本题考查闭合电路欧姆定律、匀强电场中电场强度与电势差的关系、平衡条件等相关知识，涉及知识点较多，题目难度适中．

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