在如圖所示的電路中,兩平行正對金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=4.0cm.電源電動勢E=400V,內電阻...
問題詳情:
在如圖所示的電路中,兩平行正對金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=4.0cm.電源電動勢E=400V,內電阻r=20Ω,電阻R1=1980Ω.閉合開關S,待電路穩定後,將一帶正電的小球(可視爲質點)從B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s豎直向上*入兩板間,小球恰好能到達A板.若小球所帶電荷量q=1.0×10-7C,質量m=2.0×10-4kg,不考慮空氣阻力,忽略*入小球對電路的影響,取g=10m/s2.求:
(1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U;
(2)滑動變阻器消耗的電功率P;
(3)電源的效率η.
【回答】
(1)U =200V(2)20W(3)
【解析】
(1)小球從B板上的小孔*入恰好到達A板的過程中,在電場力和重力作用下做勻減速直線運動,設A、B兩極板間電壓爲U,根據動能定理有:
,
解得:U = 200 V.
(2)設此時滑動變阻器接入電路中的電阻值爲R,根據閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流,而 U = IR ,
解得:R = 2×103 Ω
滑動變阻器消耗的電功率.
(3)電源的效率.
【點睛】
本題電場與電路的綜合應用,小球在電場中做勻減速運動,由動能定理求電壓.根據電路的結構,由歐姆定律求變阻器接入電路的電阻.
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:解答題