题目内容
如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2=40Ω，右端连接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场．闭合开关S，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间．当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A．已知电动机内阻R1=2Ω，取g=10m/s2．试问：（1）输出电压为Uab是多大？
（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率？
（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？
分析：（1）微粒恰好沿中线匀速运动，根据平衡条件列出等式，根据电路知识求出输出电压
（2）根据功率p=UI求解
（3）粒子在水平方向做匀速直线运动，求出运动时间．从粒子刚好打到上极板和下极板作为临界条件求解．
（2）根据功率p=UI求解
（3）粒子在水平方向做匀速直线运动，求出运动时间．从粒子刚好打到上极板和下极板作为临界条件求解．
解答：解：（1）有q
=mg--------①
U1=20V
滑动变阻器两端电压U2=I总R滑--------②
I总=I1+I2=1A--------③
电源电压：U=U1+U2=35V
（2）P出=P总-I2R1--------④
=UI-I2R1
=17W
P电=I总U=35W--------⑤
（3）因上极板带正电，故粒子带负电
粒子穿过板的时间t=
=0.2s---------⑥
当粒子刚从下极板穿出时：
=
t2--------⑦
而：E=
联立解得：U2=18V--------⑧
同理有：
=
t2
而：E=
联立解得：U′2=22V--------⑨
故R2两端的电压应满足的条件是：18V＜U2＜22V
答：（1）输出电压为Uab是35V
（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率分别是17w和35W．
（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足条件是18V＜U2＜22V
| U1 |
| d |
U1=20V
滑动变阻器两端电压U2=I总R滑--------②
I总=I1+I2=1A--------③
电源电压：U=U1+U2=35V
（2）P出=P总-I2R1--------④
=UI-I2R1
=17W
P电=I总U=35W--------⑤
（3）因上极板带正电，故粒子带负电
粒子穿过板的时间t=
| l |
| v0 |
当粒子刚从下极板穿出时：
| d |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| mg-Eq |
| m |
而：E=
| U2 |
| d |
同理有：
| d |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| Eq-mg |
| m |
而：E=
| U′2 |
| d |
联立解得：U′2=22V--------⑨
故R2两端的电压应满足的条件是：18V＜U2＜22V
答：（1）输出电压为Uab是35V
（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率分别是17w和35W．
（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足条件是18V＜U2＜22V
点评：本题为电路与电场结合的题目，要求学生能正确掌握电场偏转的规律及电路的相关知识，要注意带电微粒竖直向上或向下位移x小于等于
才能从板间飞出，难度适中．
| d |
| 2 |
练习册系列答案
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，
两点射出，出射光线与下表面的夹角分别为α，β．已知
＞ab，下列说法正确的是
