Question

如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V、內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻R₁=15Ω。水平放置的平行金屬板AB間距d=40cm,上板A開一小孔。合上電鍵,適當(dāng)調(diào)整R₂的有效阻值，然后讓一個(gè)質(zhì)量m=0.02kg、帶電量q=-0.01C的小球a從距小孔正上方高h(yuǎn)=10cm處自由下落,當(dāng)a剛進(jìn)入小孔時(shí),另一小球b(質(zhì)量、電量與小球a的完全相同)恰好從兩板的正中央水平飛入，兩球同時(shí)打在小孔正下方B板上的P點(diǎn)。小球視為質(zhì)點(diǎn)，小球間的作用力及空氣阻力均忽略不計(jì)，g=10m/s².求：

（1）小球a剛進(jìn)入小孔時(shí)的速度V₀

（2）兩板間的電勢(shì)差U_AB

（3）滑動(dòng)變阻器的有效阻值

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）-8V（3）8Ω

【解析】

試題分析：小球a做變速直線運(yùn)動(dòng)，小球b做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相關(guān)規(guī)律解題

(1)V₀²=2gh       代入得V₀=√2 m/s

(2)設(shè)兩板間的電勢(shì)差大小為U    d=V₀t+at²/2

d/2= at²/2

mg+qU/d=ma

聯(lián)立得U=8V，所以U_AB=-8V

（3）U=R₂E/(R₁+R₂+r)         代入得R₂=8Ω

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題

點(diǎn)評(píng)：此題是一道力電綜合性的題目，難度系數(shù)偏難，關(guān)鍵是根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的受力情況判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況，找出粒子在電場(chǎng)中的各種臨界條件，然后結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析解題