题目内容

20．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离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．若小球带电荷量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？此时电源输出功率是多大？（g取10m/s2）

分析 小球恰好运动到A板，根据动能定理列式求解两板间的电压；然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值；最后根据电功率表达式求解电源的输出功率．

解答 解：设两板间电压为UAB，小球从B板到A板的过程，由动能定理：
-mgd-qUAB=0-$\frac{1}{2}$mv02，
代入数据解得：UAB=8 V．
则滑动变阻器两端电压为：U滑=UAB=8 V．
设通过滑动变阻器电流为I，由闭合电路欧姆定律得：
I=$\frac{E-{U}_{滑}}{R+r}$=$\frac{24-8}{15+1}$A=1 A．
滑动变阻器接入电路的电阻为：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{8}{1}$Ω=8Ω          
电源输出功率为：P=I2（R+R滑）=12×（15+8）W=23 W      
 答：滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω；此时电源输出功率是23W．

点评 本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后，根据动能定理、欧姆定律联立列式求解．要力电之间的桥梁是电容器的电压．

练习册系列答案
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10．如图所示，电荷量为q的带电粒子在电场中从a点经b运动到c点，不计粒子的重力．下列说法正确的是（　　）
A．b、c两点电势φb＞φcB．a、b两点的电场强度Eb＞Ea
C．粒子带正电D．粒子从a到c过程中动能一直减少
11．用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，使得测量结果总存在系统误差，按如图所示的电路进行测量，可以较大程度减小这种系统误差．
选取合适的器材，按电路图连接好电路后，该实验操作过程的第一步是：闭合开关S1，将开关S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些，读出这时电压表和电流表的示数U1和I1．
（1）请你写出该实验操作过程的第二步，并说明需要记录的数据：将开关S1接2，（只能调节滑动变阻器R2，不能改变R1 ），读出这时的电压表和电流表的示数U2 和I2．
（2）请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式：Rx=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$．
8．在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当电键闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A的亮度变暗，小灯泡B的亮度变亮．则下列对电路故障的分析正确的是（　　）
A．可能是定值电阻R1短路B．可能是定值电阻R2断路
C．可能是定值电阻R3断路D．可能是定值电阻R4短路
15．在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．
5．如图所示，升降机中有一盛水容器，一木块漂浮在水面上，下列情况可能发生的是（　　）
A．升降机以加速度a加速上升，木块浸在水中的体积增大
B．升降机以加速度a加速上升，木块浸在水中的体积不变
C．升降机以加速度g自由落体，木块浸在水中的体积不变
D．升降机以加速度a减速上升，水对容器底部的压强不变
12．在下列所示图象中，可能描述物体做自由落体运动的是（　　）
A．B．C．D．
9．速度和加速度的关系，下列说法正确的是（　　）
A．速度大时，加速度一定大；速度小时，加速度一定小
B．在时间t内，加速度与速度方向相同，速度一定不断增大
C．速度的方向就是加速度的方向
D．加速度就是速度的增加量
10．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线．则下列说法中不正确的是（　　）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{2}}$
D．对应P点，小灯泡的电阻为R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$

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