20.如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間距離d=40cm.電源電動勢E=24V,內(nèi)電阻r=1Ω,電阻R=15Ω.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入板間.若小球帶電荷量q=1×10-2 C,質(zhì)量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力.那么,滑動變阻器接入電路的阻值為多大時,小球恰能到達(dá)A板?此時電源輸出功率是多大?(g取10m/s2

分析 小球恰好運(yùn)動到A板,根據(jù)動能定理列式求解兩板間的電壓;然后根據(jù)歐姆定律求解滑動變阻器的電阻值;最后根據(jù)電功率表達(dá)式求解電源的輸出功率.

解答 解:設(shè)兩板間電壓為UAB,小球從B板到A板的過程,由動能定理:
-mgd-qUAB=0-$\frac{1}{2}$mv02,
代入數(shù)據(jù)解得:UAB=8 V.
則滑動變阻器兩端電壓為:U=UAB=8 V.
設(shè)通過滑動變阻器電流為I,由閉合電路歐姆定律得:
I=$\frac{E-{U}_{滑}}{R+r}$=$\frac{24-8}{15+1}$A=1 A.
滑動變阻器接入電路的電阻為:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{8}{1}$Ω=8Ω          
電源輸出功率為:P=I2(R+R)=12×(15+8)W=23 W      
 答:滑動變阻器接入電路的阻值為8Ω;此時電源輸出功率是23W.

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是分析清楚電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)動情況后,根據(jù)動能定理、歐姆定律聯(lián)立列式求解.要力電之間的橋梁是電容器的電壓.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,電荷量為q的帶電粒子在電場中從a點(diǎn)經(jīng)b運(yùn)動到c點(diǎn),不計(jì)粒子的重力.下列說法正確的是( 。
A.b、c兩點(diǎn)電勢φb>φcB.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度Eb>Ea
C.粒子帶正電D.粒子從a到c過程中動能一直減少

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.用伏安法測電阻時,由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,使得測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差,按如圖所示的電路進(jìn)行測量,可以較大程度減小這種系統(tǒng)誤差.
選取合適的器材,按電路圖連接好電路后,該實(shí)驗(yàn)操作過程的第一步是:閉合開關(guān)S1,將開關(guān)S2接1,調(diào)節(jié)滑動變阻器R1和R2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U1和I1
(1)請你寫出該實(shí)驗(yàn)操作過程的第二步,并說明需要記錄的數(shù)據(jù):將開關(guān)S1接2,(只能調(diào)節(jié)滑動變阻器R2,不能改變R1 ),讀出這時的電壓表和電流表的示數(shù)U2 和I2
(2)請寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測電阻Rx的表達(dá)式:Rx=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.在探究電路故障時,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,當(dāng)電鍵閉合后,電路中的各用電器正常工作,經(jīng)過一段時間,發(fā)現(xiàn)小燈泡A的亮度變暗,小燈泡B的亮度變亮.則下列對電路故障的分析正確的是( 。
A.可能是定值電阻R1短路B.可能是定值電阻R2斷路
C.可能是定值電阻R3斷路D.可能是定值電阻R4短路

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

15.在如圖所示的電路中,電源的電動勢為1.5V,內(nèi)阻為0.12Ω,外電路的電阻為1.38Ω,求電路中的電流和路端電壓.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,升降機(jī)中有一盛水容器,一木塊漂浮在水面上,下列情況可能發(fā)生的是( 。
A.升降機(jī)以加速度a加速上升,木塊浸在水中的體積增大
B.升降機(jī)以加速度a加速上升,木塊浸在水中的體積不變
C.升降機(jī)以加速度g自由落體,木塊浸在水中的體積不變
D.升降機(jī)以加速度a減速上升,水對容器底部的壓強(qiáng)不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.在下列所示圖象中,可能描述物體做自由落體運(yùn)動的是( 。
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.速度和加速度的關(guān)系,下列說法正確的是( 。
A.速度大時,加速度一定大;速度小時,加速度一定小
B.在時間t內(nèi),加速度與速度方向相同,速度一定不斷增大
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

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為圖線的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線.則下列說法中不正確的是(  )
A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大
B.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻減小
C.對應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{2}}$
D.對應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案