如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長L=80cm，兩板間的距離d=40cm．電源電動勢E=40...

問題詳情：

如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長L=80cm，兩板間的距離d=40cm．電源電動勢E=40V，內電阻r=1Ω，電阻R=15Ω，閉合開關S，待電路穩定後，將一帶負電的小球從B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右*入兩板間，該小球可視為質點．若小球帶電量q=1×10﹣2C，質量為m=2×10﹣2kg，不考慮空氣阻力，電路中電壓表、電流表均是理想電錶．若小球恰好從A板右邊緣*出（g取10m/s2）．求：                   

（1）滑動變阻器接入電路的阻值為多少？                                       

（2）此時電流表、電壓表的示數分別為多少？                                   

（3）此時電源的輸出功率是多少？                                             

【回答】

考點：  帶電粒子在勻強電場中的運動；閉合電路的歐姆定律．

專題：  帶電粒子在電場中的運動專題．

分析：  （1）小球進入電場中做類平拋運動，小球恰好從A板右邊緣*出時，水平位移為L，豎直位移為d，根據運動學和牛頓第二定律結合可求出板間電壓，再根據串聯電路分壓特點，求解滑動變阻器接入電路的阻值．

（2）根據閉合電路歐姆定律求解電路中電流，由歐姆定律求解路端電壓，即可求得兩電錶的讀數．

（3）電源的輸出功率P=UI，U是路端電壓，I是總電流．

解答：  解：（1）小球進入電場中做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做勻加速運動，則有：

  水平方向：L=v0t

  豎直方向：d=

由上兩式得：a===20m/s2

又根據牛頓第二定律得：

  a=

聯立得：U==V=24V

根據串聯電路的特點有：=

代入得：=

解得，滑動變阻器接入電路的阻值為 R′=24Ω

（2）根據閉合電路歐姆定律得電流表的示數為：

  I==A=1A

電壓表的示數為：

  U=E﹣Ir=（40﹣1×1）V=39V

（3）此時電源的輸出功率是 P=UI=39×1W=39W．

答：（1）滑動變阻器接入電路的阻值為24Ω．（2）此時電流表、電壓表的示數分別為1A和39V．（3）此時電源的輸出功率是39W．

點評：  本題是帶電粒子在電場中類平拋運動和電路問題的綜合，容易出錯的是受習慣思維的影響，求加速度時將重力遺忘，要注意分析受力情況，根據合力求加速度．

知識點：未分類

題型：計算題