如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r=2Ω,定值电阻R1=R2=2Ω滑动变阻器的阻值R在0~10Ω范围内可调.两平行金属板A、B倾斜放置,与水平面夹角为60°,两板之间的距离为d=40cm(立体

◎ 题目

如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r=2Ω,定值电阻R1=R2=2Ω滑动变阻器的阻值R在0~10Ω范围内可调.两平行金属板A、B倾斜放置,与水平面夹角为60°,两板之间的距离为d=40cm(立体图见图乙).闭合开关S,待电路稳定后,让一带正电的小球从B板上的小孔O处以一定的初速度射入板间,其初速度方向与水平方向成60°角.已知小球电荷量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力,g取10m/s2
(1)求金属板A、B之间电压的最小值和最大值.
(2)要保证上述小球在两板间始终沿直线OP运动,求变阻器R接入电路的电阻值.

◎ 答案

解(1)设AB板间电压为U由全电路欧姆定律有:
I=
E
R+R1+R2+r

电容器的电压U:U=I(R+R2
当R=0时电容器的电压最小解得:Umin=4V
当R=10Ω时电容器的电压最大解得:Um=9V
(2)小球要做直线运动,则垂直于速度方向的合力为零.对小球分析得到:
mgsinθ-q
U
d
sinθ=0

解得:U=8v
对电路进行分析得:I=
E
R+R1+R2+r

电容器的电压U:U=I(R+R2
代入数据解得:R=6Ω
答:
(1)金属板A、B之间电压的最小值为4V,最大值为9V.
(2)要保证上述小球在两板间始终沿直线OP运动,变阻器R接入电路的电阻值为6Ω.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,电源电动势E=12V,内电阻r=2Ω,定值电阻R1=R2=2Ω滑动变阻器的阻值R在0~10Ω范围内可调.两平行金属板A、B倾斜放置,与水平面夹角为60°,两板之间的距离为d=40cm(立体…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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