题目内容

如图27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＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.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＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为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多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(取g＝10 m/s2)

解析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零．

设两板间电压为UAB，由动能定理得－mgd－qUAB＝0－mv

解得UAB＝8 V

滑动变阻器两端电压　U滑＝UAB＝8 V

设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I＝＝1 A

滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝＝8 Ω

电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23 W

答案：8 Ω　23 W

练习册系列答案
相关题目
（1）某探究学习小组验证动能定理的实验装置如图．
①实验时首先要平衡摩擦力：取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，让小车
 
（选填“拖着”或“不拖着”）纸带运动．
②打点计时器使用频率为50Hz的交流电，记录小车运动的纸带如图乙所示．在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出．本实验需根据此纸带计算
 
（选填“速度”、“加速度”）的值，其中小车通过计数点“B”时，该值=
 
（计算结果保留两位有效数字）．
③若实验室没有沙桶只有钩码，每个钩码质量m=50g，小车总质量M=200g，用该实验装置验证动能定理，则需验证重力对钩码所做的功是否等于
 
（选填“小车”或“小车和钩码”）动能的增量．
（2）小明同学为了测定某太阳能硅光电池组的电动势和内电阻，设计了如图甲所示的电路，在一定光照条件下进行实验：
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①请根据图1完成图2中实物的连线．
②将测量出来的数据记录在下表中，其中第4组数据的电压如图3所示，则此时电压为
 
V．
③将这些数据在图4中描点，第4组数据还未描出．
a．请在图4中描出第4组数据的点，作出该硅光电池组的U-I图线；
b．由此U-I图线可知，该硅光电池组的电动势E=1.80V，电池组的内阻随其输出电流的变化而改变，在电流为80μA时，该电池组的内阻r=
 
Ω（保留两位有效数字）．
1 2 3 4 5 6 7 8
U/V 1.77 1.75 1.70 1.54 1.27 1.00 0.50
I/μA 12 30 48 60 68 76 80 86
将答案填在直线上，作图或连线．
（1）学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块（如一把米尺）做成摆（这种摆被称为复摆），如图丁所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．
甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关．
乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
L
2
．
丙同学猜想：复摆的摆长应该大于
L
2
．理由是：若OC段看成细线，线栓在C处，C点以下部分的中心离O点的距离显然大于
L
2

为了研究以上猜想是否正确，同时进行了下面的实验探索；
（1）把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点．则证明了甲同学的猜想是
 
的（选填“正确”或“错误”）．
（2）用T0表示板长为L的复摆（也称摆长为
L
2
的单摆）的周期计算值（T0=2π
L
2g
），用T表示板长为L复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如下表：
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/S 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知，复摆的等效摆长
 
L
2
（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）我们知道：小灯泡的电阻随通电电流的增加而非线地增大．现要测定当一个小灯泡的电阻等于已知电阻R0时，通过它的电流强度．选用的实验器材有：
A．待测小灯泡RL：标称值2.5V、0.3A
B．直流电源E：电动势约6V
C．滑动变阻器R′：标称值50Ω、1.5A
D．微安表 精英家教网：量程0～200μA、内阻500Ω
E．已知定值电阻：R0=6Ω
F．三个可供选用的电阻：R1=160Ω、R2=3kΩ、R3=100kΩ
G．一个单刀单掷开关S1、一个单刀双掷开关S2、导线若干
①如图乙，利用三个可供电阻中的一个或几个，将微安表 精英家教网 μA
改装成一个量程略大于2.5V的伏特表，将改装表的电路图画在图甲的方框内，此伏特表 精英家教网V
的量程是
 
V（本问的结果取两位有效数字）
②现利用改装好的伏特表精英家教网和选用的器材设计如图乙所示的电路，来测量通过小灯泡的电流强度，请在图丙的实物图上连线
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③将滑动变阻器R′的触头置于最右端，闭合S1．S2先接a，测得定值电阻R0两端的电压U0，再改接b，测得小灯泡RL两端的电压UL．若UL≠U0，则需反复调节R′，直到S2接a和b时，定值电阻R0两端电压U′0=U′L．若测得此时伏特表精英家教网的示数为1.5V，则通过小灯泡的电流强度为
 
A．
（2012?西城区二模）实验题
（1）甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图所示．

①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响．他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做
匀速直线
匀速直线
运动．另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m
远小于
远小于
小车的质量M．（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）
接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系．
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a．图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm．实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a=
0.343
0.343
m/s2．（结果保留三位有效数字）
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a～
1
M
图线后，发现：当
1
M
较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象．那么，该同学的修正方案可能是
A
A

A．改画a与
1
M+m
的关系图线       B．改画a与（M+m）的关系图线
C．改画 a与
m
M
的关系图线         D．改画a与
1
(M+m)2
的关系图线
（2）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用如图3所示的电路．
①请根据图3在图4中进行实物连线．

②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
U/V 0.05 0.10 0.20 0.30 0.40 1.00 1.50 2.00 3.00
I/A 0.05 0.08 0.10 0.11 0.12 0.16 0.19 0.22 0.27
图5是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线．从图线上可以看出，当通过小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝的阻值逐渐
增大
增大
；这表明灯丝的电阻率随温度升高而
增大
增大
．（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）
③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压，则小灯泡的实际功率约为
0.81（0.80～0.82）
0.81（0.80～0.82）
W；若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端，则小灯泡的实际功率约为
0.62（0.60～0.64）
0.62（0.60～0.64）
W．（以上两空的结果均保留两位有效数字）
用如图1所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、电键和导线外，可供使用的实验器材还有：精英家教网
A．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
B．电流表（量程3A，内阻约0.1Ω）
C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（量程15V，内阻约9kΩ）
E．定值电阻（阻值1Ω）
F．定值电阻（阻值10Ω）
G．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）
H．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω）．那么：
（1）要正确完成实验，上述器材中应选择
 
（只填序号）．
（2）某同学按实验电路测量记录如下：
1 2 3 4 5
U（V） 1.40 1.35 1.25 1.10 1.00
I （A） 0.12 0.24 0.27 0.45 0.57
请在如图2中画出U-I图，并根据图线求出电动势E=
 
V（小数点后保留1位），
内电阻r=
 
Ω（小数点后保留1位）．
（3）该实验由于系统误差，实验得到电动势的测量值E测
 
真实值E真（填“小于”“等于”或“大于”）

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