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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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(1)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)         B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.125Ω)     D.电压表(0~3V,内阻3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15kΩ)        F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A) H.开关、导线
①上述器材中应选用的是______;(填写各器材的字母代号)
②实验电路应采用电流表______接法;(填“内”或“外”)
③设实验中,电流表、电压表的某组示数如图所示,图示中I=______A,U=______V.manfen5.com 满分网
④为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图.manfen5.com 满分网
⑤某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图所示,则该金属丝的直径d=______mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如下右图所示,则该工件的长度L=______mm.manfen5.com 满分网
(2)某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的其它器材有:
A.电压表V:0~3~15V
B.电流表A:0~0.6~3A
C.变阻器R1:(20Ω,1A)
D.变阻器R2:(1000Ω,0.1A)
E.电键S和导线若干
①实验中电压表应选用的量程为______(填0~3V或0~15V);
电流表应选用的量程为______(填0~0.6A或0~3A);变阻器应选用______
②实验测得的6组数据已在U-I图中标出,如图所示.请你根据数据点位置完成U-I 图线,并由图线求出该电池的电动势
E=______V,电阻r=______Ω.(保留两位有效数字)
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如图所示,在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点,且DE=EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面.一不计重力的带负电粒子,从a点射入电场,运动轨迹如图中实线所示,以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值,以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值,则( )
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A.|Wab|=|Wbc|
B.|Wab|<|Wbc|
C.粒子由a点到b点,动能减少
D.a点的电势较b点的电势低
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图甲为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端,如图乙所示,则( )
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A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6W
B.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6W
C.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26W
D.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4W
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manfen5.com 满分网某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图中的a、b、c所示,根据图线可知( )
A.反映Pr变化的图线是c
B.电源电动势为6v
C.电源内阻为1Ω
D.当电流为0.5A时,外电路的电阻为6Ω
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如图所示,有三个质量相等,分别带正电、带负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场,它们分别落在A、B、C三点,可以判断( )
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A.落在A点的小球带正电,落在B点的小球不带电
B.三个小球在电场中运动的时间相等
C.三个小球到达极板时的动能关系为EkA>EkB>EkC
D.三个小球在电场中运动时的加速度关系为aA>aB>aC
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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