题目内容

如图所示的电路中,电源电动势E=24V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=15Ω。水平放置的平行金属板AB间距d=40cm,上板A开一小孔。合上电键,适当调整R2的有效阻值,然后让一个质量m=0.02kg、带电量q=-0.01C的小球a从距小孔正上方高h=10cm处自由下落,当a刚进入小孔时,另一小球b(质量、电量与小球a的完全相同)恰好从两板的正中央水平飞入,两球同时打在小孔正下方B板上的P点。小球视为质点,小球间的作用力及空气阻力均忽略不计,g=10m/s2.求:

(1)小球a刚进入小孔时的速度V0
(2)两板间的电势差UAB
(3)滑动变阻器的有效阻值

(1)(2)-8V(3)8Ω

解析试题分析:小球a做变速直线运动,小球b做类平抛运动,根据相关规律解题
(1)V02=2gh      代入得V0=√2 m/s
(2)设两板间的电势差大小为U    d=V0t+at2/2
d/2= at2/2
mg+qU/d=ma
联立得U=8V,所以UAB=-8V
(3)U=R2E/(R1+R2+r)        代入得R2=8Ω
考点:本题考查了带电粒子在电场中的运动问题
点评:此题是一道力电综合性的题目,难度系数偏难,关键是根据粒子在电场中的受力情况判断粒子的运动情况,找出粒子在电场中的各种临界条件,然后结合牛顿运动定律分析解题

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