如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=40...

问题详情：

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从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*入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q=1×10﹣2C，质量为m=2×10﹣2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘*出（g取10m/s2）．求：                   

（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？                                       

（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？                                   

（3）此时电源的输出功率是多少？                                             

【回答】

考点：  带电粒子在匀强电场中的运动；闭合电路的欧姆定律．

专题：  带电粒子在电场中的运动专题．

分析：  （1）小球进入电场中做类平抛运动，小球恰好从A板右边缘*出时，水平位移为L，竖直位移为d，根据运动学和牛顿第二定律结合可求出板间电压，再根据串联电路分压特点，求解滑动变阻器接入电路的阻值．

（2）根据闭合电路欧姆定律求解电路中电流，由欧姆定律求解路端电压，即可求得两电表的读数．

（3）电源的输出功率P=UI，U是路端电压，I是总电流．

解答：  解：（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：

  水平方向：L=v0t

  竖直方向：d=

由上两式得：a===20m/s2

又根据牛顿第二定律得：

  a=

联立得：U==V=24V

根据串联电路的特点有：=

代入得：=

解得，滑动变阻器接入电路的阻值为 R′=24Ω

（2）根据闭合电路欧姆定律得电流表的示数为：

  I==A=1A

电压表的示数为：

  U=E﹣Ir=（40﹣1×1）V=39V

（3）此时电源的输出功率是 P=UI=39×1W=39W．

答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω．（2）此时电流表、电压表的示数分别为1A和39V．（3）此时电源的输出功率是39W．

点评：  本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，容易出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力遗忘，要注意分析受力情况，根据合力求加速度．

知识点：未分类

题型：计算题