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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....

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v=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.

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(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,电场力做功-qU,重力做功-mgd,根据动能定理求解U. (2)变阻器两端的电压等于U,由I=,U=IR滑,相结合求出R滑,滑动变阻器消耗的电功率 . (3)电源的效率η==. 【解析】 (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-mv2 解得U=200V (2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R滑,根据闭合电 路欧姆定律可知,电路中的电流 得 I= 根据部分电路欧姆定律可知   U=IR滑 解得    R滑=2.0×103Ω 滑动变阻器消耗的电功率  =20W  (3)电源的效率η= 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滑是2.0×103Ω. (3)电源的效率η是99.5%.
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考点分析:
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如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源.将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直.已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图11乙为图甲沿a→b方向观察的平面图.若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止.
(1)请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;
(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向.

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(2)线框中产生的焦耳热;
(3)线框中a、b两点间的电压大小.

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①量程0~100μA,内阻约为500Ω的电流表A1
②量程0~500μA,内阻约为300Ω的电流表A2
③量程0~1V,内阻约为10kΩ的电压表V1
④量程0~15V,内阻约为100kΩ的电压表V2
⑤量程0~50V,内阻约为500kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V
⑦滑动变阻器,阻值范围 0~500Ω,允许最大电流 lA
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选    ,电流表应选    .(填写仪器前的序号)
(2)在方框内画出实验电路图.
(3)若测量值为R,真实值为R,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R    R(选填“大于”、“等于”或“小于”).
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某同学在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中,测得若干组电池两端电压值和对应的通过干电池的电流值,并利用这些数据画出了如图9所示的U-I图象.则由此U-I图象可知,该干电池的电动势的测量值为    V,内电阻的测量值为    Ω.(本题结果保留到小数点后2位)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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