Question

10．如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40cm，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v₀=4m/s豎直向上射入板間．若小球帶電量為q=1×10^-2C，質(zhì)量為m=2×10^-2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑片P在某位置時(shí)，小球恰能到達(dá)A板．求（取g=10m/s²）：
（1）兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大�。�
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

Answer 1

分析 （1）小球恰好運(yùn)動(dòng)到A板，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解兩板間的電壓；然后根據(jù)E=$\frac{U}3pfd0si$求出板間場(chǎng)強(qiáng)大�。�
（2）由閉合電路歐姆定律求出電路中電流，再由歐姆定律求得滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

解答 解：（1）小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到A板時(shí)速度為零．
設(shè)兩板間電壓為U_AB．由動(dòng)能定理得：
-mgd-qU_AB=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$           
解得：U_AB=8V
則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：E=$\frac{{U}_{AB}}d1omayl$=$\frac{8}{0.4}$=20V/m
（2）由閉合電路歐姆定律得：E=I（R+r）+U_AB           
解得：I=1A                    
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為：
R_滑=$\frac{{U}_{AB}}{I}$=8Ω
答：（1）兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是20V/m；
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是8Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是分析清楚電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況后，根據(jù)動(dòng)能定理、歐姆定律聯(lián)立列式研究．