在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电

在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电

题型:不详难度:来源:
在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球恰好能到达A板.若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取g=10m/s2.求:
(1)A、B两金属板间的电压的大小U;
(2)滑动变阻器消耗的电功率P
(3)电源的效率η.魔方格
答案
(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中,在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动,设A、B两极板间电压为U,根据动能定理有
-qU-mgd=0-
1
2
mv02
解得U=200V
(2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R,根据闭合电 路欧姆定律可知,电路中的电流
得 I=
E
R1+R+r

根据部分电路欧姆定律可知   U=IR
解得    R=2.0×103Ω
滑动变阻器消耗的电功率  P=
U2
R
=20W
 (3)电源的效率η=
P
P
=
I2(R1+R)
I2(R1+R+r)
=99.5%

答:
(1)A、B两金属板间的电压的大小U是200V;
(2)滑动变阻器消耗的电功率P是2.0×103Ω.
(3)电源的效率η是99.5%.
举一反三
假如在足球比赛中,某球员在对方禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门.如图所示,球门的高度为h,足球的质量为m,若球员将足球以速度v从地面上踢起,取横梁高度处为零势能参考面,则下列说法中正确的是(  )
A.足球在B点处的动能为
1
2
2-mgh
B.球员对足球做的功等于mgh
C.球员对足球做的功等于
1
2
2+mgh
D.足球在A点处的机械能为
1
2
2
魔方格
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具有初速的两物体,沿水平地面自由滑动,最后停止运动.已知两物体与地面间的动摩擦因数相同(  )
A.若初速相同,两物体的滑行距离一定相同
B.若初动能相同,两物体的滑行距离一定相同
C.若质量相同,两物体的滑行距离一定相同
D.若质量不同,两物体的滑行距离一定不同
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初速度为零的电子,经过电压为U1=500V的电场加速作用后,从离两平行金属距离相等的地方垂直于匀强电场飞入两板之间,如图所示.若两平行金属板之间的距离为d=1cm,板长l=5cm,则在两平行金属板上至少加多大电压U2才能使电子不再飞出两平行金属板?魔方格
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如图所示,摆球质量为m=2kg,悬线的长为L=1m,把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力Ff=2N的大小不变,求摆球从A运动到竖直位置B时,重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功?g=10m/s2魔方格
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质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8m,如图所示..若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.(斜面足够长,g取10m/s2)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)物体B能沿斜面滑行的最大距离是多少?魔方格
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