如图所示，一电荷量q=3×10-4C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，已知两板相距d=0.1m．合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角α=37°，电源电动势E=12

Question

如图所示，一电荷量q=3×10^-4C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，已知两板相距d=0.1m．合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角α=37°，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R₁=4Ω，R₂=R₃=R₄=12Ω．g取10m/s²．
试求：（1）流过电源的电流
（2）两板间的场强大小；
（3）小球的质量．

Answer 1

（1）R₂与R₃并联后的电阻值 R₂₃=(R2R3)/(R2+R3)=(12×12)/(12+12)=6Ω
由闭合电路欧姆定律得：I=(E)/(R1+R23+r)=(12)/(4+6+2)A=1A
（2）电容器两板间的电压   U_C=I（R₁+R₂₃）
电容器两板间的电场强度    得  E₁=100N/C
（3）小球处于静止状态 E₁=(UC)/(d)=(I(R1+R23))/(d)，所受电场力为F，由平衡条件得：F=mgtanα
又F=qE₁    
得 m=(qE1)/(gtanα)
得：m=4×10^-3 kg                 
答：
（1）流过电源的电流强度为1A；
（2）两板间的电场强度的大小100N/C；
（3）小球的质量4×10^-3 kg．