如图电路，已知电池电动势E=90V，内阻r=5Ω，R1=10Ω，R2=20Ω，板面水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=3cm_物理解答

如图电路，已知电池电动势E=90V，内阻r=5Ω，R₁=10Ω，R₂=20Ω，板面水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d=3cm，在两板间的正中央有一带电液滴，其电量q=-2×17^-7C，其质量m=
4.5×10^-5kg，取g=10m/s²，求：

①若液滴恰好能静止平衡时，滑动变阻器R的滑动触头C正好在正中点，那么滑动变阻器的最大阻值R_m为多大？
②将滑动片C迅速滑到A端后，液滴向哪个极板做什么运动？到达极板时速度为多大？

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解答

（1）液滴静止，则有：q

UC1

＝mg
得：UC1＝

mgd

＝60V
电路中的电流为：I1＝

E−UC1

R1+r

＝

90−60

10+5

=2A
则：

＝

UC1

代人数据解得：R_m=60Ω
（2）液滴向上做加速直线运动，此时电容器两端电压为：
UC2＝

R1+Rm+r

•Rm＝72V
设粒子达到极板的速度是v，由动能定理：
q

UC2

−mg

＝

mv2−0
代人数据得：v＝

m/s
答：（1）液滴静止时，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/s