8.如圖所示,電源電動勢E=15V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=30Ω,R2=60Ω.間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置.閉合開關(guān)S,板間電場視為勻強電場,一帶正電的小球以某一速度沿兩板間中線恰好勻速通過.設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為Rx=29Ω,忽略空氣對小球的作用,取g=10m/s2.求:
(1)電源的輸出功率是多大?
(2)帶電小球的電荷量與質(zhì)量$\frac{q}{m}$之比是多大?
(3)電阻R2消耗的電功率是多大?

分析 (1)由電路圖可知,R1與R2并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián),由串并聯(lián)電路的性質(zhì)可得出總電阻,由閉合電路歐姆定律可得電路中的電流,由P=UI即可求出電源消耗的電功率;
(2)結(jié)合串并聯(lián)電路的特點,求出R2兩端的電壓,然后由${E}_{電場}=\frac{U}8sa4o60$求出電場強度,再結(jié)合受力平衡即可求出帶電小球的電荷量與質(zhì)量$\frac{q}{m}$之比;
(3)由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得R2消耗的電功率;

解答 解:(1)由電路圖可知,R1與R2并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián),其中:
${R}_{并}=\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}=\frac{30×60}{30+60}=20$Ω
由閉合電路歐姆定律可得:$I=\frac{E}{{R}_{并}+{R}_{x}+r}=\frac{15}{20+29+1}=0.3$A
電源的輸出功率:P=U•I=(E-Ir)•I=(15-0.3×1)×0.3=4.41 W
(2)R2兩端的電壓:U=I•R=0.3×20=6V
極板之間的電場強度:${E}_{電場}=\frac{U}04eqasa$=$\frac{6}{0.2}=30$V/m
由于粒子在電場中做勻速直線運動,所以:mg=qE電場
則:$\frac{q}{m}=\frac{g}{{E}_{電場}}=\frac{10}{30}=\frac{1}{3}$ C/kg
(3)電阻R2消耗的電功率:$P=\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}=\frac{{6}^{2}}{60}=0.6$W
答:(1)電源的輸出功率是4.41W;
(2)帶電小球的電荷量與質(zhì)量$\frac{q}{m}$之比是$\frac{1}{3}$C/kg;
(3)電阻R2消耗的電功率是0.6W.

點評 該題考查閉合電路的歐姆定律和帶電粒子在復(fù)合場中的運動,分析電路的結(jié)構(gòu),求出電路的總電阻是解答的關(guān)鍵.

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

18.某船在靜水中的劃行速度v1=5m/s,要渡過寬d=30m的河,河水的流速v2=4m/s,下列說法正確的是( 。
A.該船渡河所用時間至少是7.5s
B.該船的航程至少等于30m
C.若河水的流速增大,則渡河的最短時間變長
D.該般以最短時間渡河時的位移大小為30m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.將u=10sin314t (V)電壓加在電阻R上,電阻的功率為P1,若改用下列電壓,其功率P2的正確值是( 。
A.用U=20V的直流電壓,P2=8P1
B.用U=10V的直流電壓,P2=P1
C.用u=20sin314t (V)的交變電壓,P2=4P1
D.用u=20sin628t (V)的交變電壓P2=8P1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.一質(zhì)量為2kg的物體在如圖甲所示的xOy平面上運動,在x軸方向上的v-t圖象和在y軸方向上的s-t圖象分別如圖乙、丙所示,下列說法正確的是( 。
A.前2 s內(nèi)物體做勻變速曲線運動B.物體的初速度為8 m/s
C.2 s末物體的速度大小為8 m/sD.前2 s內(nèi)物體所受的合外力為16 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.AB為豎直轉(zhuǎn)軸,細(xì)繩AC和BC的結(jié)點C系一質(zhì)量為m的小球,兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2.25mg,當(dāng)AC和BC均拉直時∠ABC=90°,∠ACB=53°,BC=1.2m.ABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動,因而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,求:
(1)m的線速度增大為何值時,BC繩才剛好被拉直?(g取10m/s2
(2)若m的速率繼續(xù)增加,哪條繩先斷,此時小球的速率多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,真空中的勻強電場與水平方向成15°角,AB直線垂直勻強電場E,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球在A點以初速度大小v0方向水平向右拋出,經(jīng)時間t小球運動到C點(圖中未畫出)時速度大小仍為v0,則小球由A點運動到C點的過程中,下列說法正確的是( 。
A.電場力對小球做功為$\frac{1}{2}$mg2t2B.小球的機械能減小了$\frac{1}{2}$mg2t2
C.C的電勢差為-$\frac{m{g}^{2}{t}^{2}}{2q}$D.C點一定位于AB直線的右側(cè)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.(1)在“互成角度的兩個力的合成”實驗中,用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,使它伸長到某一位置O點,已讀出彈簧秤的示數(shù),這一步操作中還必須記錄的是B
A.橡皮條固定端的位置     B.描下O點位置和兩條細(xì)繩套的方向
C.橡皮條伸長后的總長度    D.細(xì)繩套的長度
(2)做實驗時,根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出如圖的圖,其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點.圖中哪個是單獨用一個彈簧拉橡皮筋時的拉力F′.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.小燈泡的一段伏安特性曲線如圖所示,當(dāng)通過燈泡的電流由0.10A變?yōu)?.15A時,燈泡的電阻變化了( 。
A.10ΩB.30ΩC.40ΩD.60Ω

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.一輛汽車以10m/s的速度勻速前進(jìn),制動后,加速度為2.5m/s2,問:3s后的位移、10s后的位移.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案