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,內阻r...
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=4.0 cm.電源電動勢E=400 V,內阻r=20 Ω,電阻R1=1 980 Ω.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=1.0 m/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=+1.0×10-7 C,質量m=2.0×10-4 kg,不考慮空氣阻力,忽略*入小球對電路的影響,取g=10 m/s2.求:
(1)A、B兩金屬板間電壓的大小U;
(2)滑動變阻器消耗的電功率P滑;
(3)電源的效率η.
【回答】
(1)小球從B板上的小孔*入恰好到達A板的過程中,在電場力和重力的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
-qU-mgd=0-mv 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滑,根據閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流I=
根據部分電路歐姆定律可知U=IR滑 解得R滑=2.0×103 Ω
滑動變阻器消耗的電功率P滑==20 W
(3)電源的效率η==×100%=99.5%.
知識點:專題七 直流電路和交流電路
題型:計算題