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如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合 开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=-1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时,(取g=10m/s2
(1)求滑动变阻器两端电压是多少?电源的输出功率是多少?
(2)带电小球在两板间做什么运动?
分析:根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流,然后根据U=IR求变阻器两端的电压;
对小球进行受力分析,计算小球受的合力,然后判断运动情况.
解答:解:(1)电路中的电流为I=
E
R+Rr+r
=
24
1+15+8
A=1A
滑动变阻器两端的电压Ur=IRr=1×8=8V
电源输出功率P=I2(R+Rr)=12×(15+8)w=23w
(2)带电小球重力G=mg=2×10-2×10N=0.2N(方向竖直向下)
电容器两极板间电压U=Ur=8V
电场力F=
qUc
d
=
1.0×10-2×8
0.4
=0.2N
小球所受的电场力和重力平衡,所以做匀速直线运动.
答:(1)求滑动变阻器两端电压是8V,电源的输出功率是23w.
(2)带电小球在两板间做匀速直线运动.
点评:根据电路的结构,由欧姆定律求变阻器接两端的电压,根据功率公式计算功率,难度不大.
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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水平向右射入两板间,该小球可视为质点.若小球带电量q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,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板右边缘射出(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?

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(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?
(2)此时,电源的输出功率多大?

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(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?
(2)此时滑动变阻器消耗功率是多大?(取g=10m/s2

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