Question

如圖所示，電源電動勢，內電阻，定值電阻，滑動變阻器的阻值在范圍內可調。兩平行金屬板、傾斜放置，與水平面夾角為60°，兩板之間的距離為。閉合開關，待電路穩定后，讓一帶正電的小球從板上的小孔處以一定的初速度射入板間，其初速度方向與水平方向成60°角。已知小球電荷量為，質量為，不考慮空氣阻力，取²。
（1）求金屬板、之間電壓的最小值和最大值。
（2）要保證上述小球在兩板間始終沿直線運動，求變阻器接入電路的電阻值。

Answer 1

解：（1）設AB板間電壓為U，由全電路歐姆定律有：

電容器的電壓U：
當R=0時，電容器的電壓最小，解得：
當R=10Ω時，電容器的電壓最大，解得：
（2）小球要做直線運動，則垂直于速度方向的合力為零，對小球分析
 
解得：
同理對電路分析：
電容器的電壓U：
代入數據解得：