Question

17．如圖所示的電路，兩平行金屬板A、B水平放置，板間的距離d=20cm，板長(zhǎng)l=40cm，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，定值電阻R=15Ω．閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，一帶正電的粒子緊貼A板以初速度v₀=4m/s垂直電場(chǎng)方向射入板間，帶電粒子恰好從B板的右側(cè)邊緣射出，粒子帶電量為q=1×10^-2C，質(zhì)量m=2×10^-2kg，不計(jì)重力影響．求：（取g=10m/s²）
（1）A、B板間電場(chǎng)的電場(chǎng)程度；
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2）根據(jù)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度公式，結(jié)合閉合電路歐姆定律，即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律，
那么帶電粒子的加速度：a=$\frac{qE}{m}$；
因水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，則有：t=$\frac{l}{{v}_{0}}$，
對(duì)于豎直方向，是向下勻加速運(yùn)動(dòng)，則有：d=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
解得：E=80N/C
（2）板間的電勢(shì)差，U=Ed=80×0.2=16V；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有：電流I=$\frac{E-U}{R+r}$=$\frac{24-16}{15+1}$=0.5A；
因此滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{16}{0.5}$=32Ω
答：（1）A、B板間電場(chǎng)的電場(chǎng)程度80N/C；
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為32Ω．

點(diǎn)評(píng) 考查牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，掌握閉合電路歐姆定律與電勢(shì)差公式，注意題目中電場(chǎng)強(qiáng)度E與電動(dòng)勢(shì)E的區(qū)分．