题目内容
【题目】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=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力(取g=10m/s2)求：
（1）滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？
（2）此时电源的输出功率是多大？
【答案】（1）8V；（2）23W
【解析】
（1）滑动变阻器两端电压与金属板A、B上的电压相同，当小球恰能到达A板时，根据动能定理得：
－mgd－qUAB=0-
mv
解得金属板A、B两端电压UAB＝8V，即滑动变阻器两端电压为8V。
（2）设此时回路中电流为I，路欧姆定律得根据闭合电：I=
=1A
滑动变阻器接入电路的电阻R滑=
=8Ω
电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23W
【题目】某课外小组利用如图所示的装置研究合外力一定时，加速度与质量的关系。主要实验步骤如下：
①用天平测量并记录小桶的质量m，滑块（包括加装在滑块两侧的钢片和固定在滑块上的加速度传感器）的质量M；
②接通气泵，将滑块（不挂小桶）置于气垫导轨上，调节气垫导轨，轻推滑块，观察滑块的运动。当加速度传感器的示数___________时，说明气垫导轨已经水平；
③挂上小桶，调整定滑轮的高度，使气垫导轨上方的细绳水平；
④在气垫导轨上合适位置释放滑块，记录加速度传感器的示数a；
⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M，重复步骤④……
数据记录及处理如下：
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
小桶质量m（单位：kg） | 0.105 | |||||
小桶重力mg（单位：N） | 1.028 | |||||
滑块质量M（单位：kg） | 0.397 | 0.496 | 0.596 | 0.696 | 0.796 | 0.896 |
1/M（单位：kg-1） | 2.519 | 2.016 | 1.678 | 1.437 | 1.256 | 1.116 |
1/（M+m）（单位：kg-1） | 1.992 | 1.664 | 1.427 | 1.248 | 1.110 | 0.999 |
滑块加速度的测量值a（单位：m/s2） | 2.014 | 1.702 | 1.460 | 1.268 | 1.110 | 1.004 |
滑块加速度的理论值a0（单位：m/s2） | 2.048 | 1.711 | 1.467 | 1.283 | 1.141 | |
请回答下列问题：
(1)实验步骤②中的横线上应填写________；
(2)上表中，滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的，其表达式是________（用表中物理量的符号表示），最后一行的空格内的数值是_______；
(3)观察上表中最后两行，滑块加速度的理论值均大于其测量值，原因可能是_________________（写一个原因即可）；
(4)根据上表正确描点，绘制了下列四个图像，根据图像_________（从A、B、C、D中选填一个）可得出结论：在实验误差范围内，当小桶的重力mg一定时，_______________________。
