15．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=16V、內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=14Ω．間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．閉合開關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶電的小球以初速度v0=0.1m/s沿兩板間中線水平射入板間．設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R2．不計(jì)空氣的阻力，取g=10m/s2，求：
（1）當(dāng)R2=17Ω時(shí)電阻R2消耗的電功率P2；
（2）若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為θ=60°，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2′．

分析 （1）由閉合電路歐姆定律可求得電流，再由功率公式可求得電功率；
（2）根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的洛侖茲力充當(dāng)向心力及平衡關(guān)系列式，聯(lián)立可求得接入電阻．

解答 解：（1）由閉合電路的歐姆定律有：$I=\frac{E}{{r+{R_1}+{R_2}}}$…①
由功率公式可得：P=I2R2…②
聯(lián)解①②得：P=4.25w…③
（2）由閉合電路的歐姆定律有：$U=\frac{E}{{r+{R_1}+{R_2}}}{R_2}$…④
由物體的平衡有：$mg-q\frac{U}a5xbknq=0$…⑤
由洛倫茲力提供向心力有：$q{v_0}B=\frac{mv_0^2}{R}$…⑥
由幾何關(guān)系有：$R-\fracark5hfo{2}=Rcosθ$…⑦
聯(lián)解④⑤⑥⑦得：R2=5Ω…⑧
答：（1）當(dāng)R2=17Ω時(shí)電阻R2消耗的電功率P2為4.25W；
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2′為5Ω

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查閉合電路歐姆定律，帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，要注意明確相互間的聯(lián)系，將其分解為小的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析求解．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，軌道由斜直軌道、凹形圓弧軌道和半徑R=2.0m的圓弧管道（內(nèi)徑不計(jì)）組成，三部分軌道均光滑處于同一豎直平面內(nèi)，且依次平滑連接，A 點(diǎn)為凹形圓弧軌道的最低點(diǎn)，B點(diǎn)為圓弧管道的最高點(diǎn)，圓弧管道的圓心O點(diǎn)與A點(diǎn)處在同一水平面上．一質(zhì)量m=0.10kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從斜直軌道上的P點(diǎn)無初速滑下，經(jīng)過A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)距A點(diǎn)所在水平面的高度h=2.5m，不計(jì)一切阻力，g=9.8m/s2．
（1）小球滑到A點(diǎn)時(shí)，小球的速度為多大？
（2）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，軌道受到的作用力大小和方向？
（3）若僅改變圓弧管道半徑R，試寫出小球從B點(diǎn)射出的水平距離S表達(dá)式（用符號(hào)R、h表示）．并求出S的最大值．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，閉合開關(guān)S后當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，整個(gè)電路中的電流I，R1兩端的電壓U1，R2兩端的電壓U2的變化情況是（　　）
A．I變大，U1變大，U2變小B．I變小，U1變大，U2變大
C．I變小，U1變大，U2變小D．I變小，U1變小，U2變小

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．氧氣鋼瓶充氣后壓強(qiáng)高于外界大氣壓，因某種原因，鋼瓶緩慢漏氣，假設(shè)緩慢漏氣過程中瓶?jī)?nèi)外溫度始終相等且保持不變，忽略氧氣分子之間的相互作用．在漏氣過程中，關(guān)于瓶?jī)?nèi)氧氣的下列說法正確的是（　�。�
A．分子總數(shù)減少，分子總動(dòng)能不變B．密度降低，分子平均動(dòng)能不變
C．吸收熱量，對(duì)外做功D．壓強(qiáng)降低，不對(duì)外做功

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．硼10俘獲一個(gè)α粒子后生成氮13放出x粒子，而氮13是不穩(wěn)定的，它放出y粒子而變成碳13，那么x和y粒子分別是（　�。�
A．質(zhì)子和電子B．質(zhì)子和中子C．中子和正電子D．中子和電子

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．為了探究“合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，某實(shí)驗(yàn)小組使用如圖所示的水平氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間分別為t1、t2都可以被測(cè)量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，兩光電門間距離為x，繩懸吊的砝碼的質(zhì)量為m（m遠(yuǎn)小于M），重力加速度為g．滑行器從G1到G2的過程中增加的動(dòng)能為$\frac{1}{2}M（\frac{D^2}{t_2^2}-\frac{D^2}{t_1^2}）$，合力對(duì)滑行器做的功為mgx．（用t1、t2、D、x、M、m和g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰與波峰的相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是（　�。�
A．該時(shí)刻位于O處的質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置
B．P、N兩處的質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置
C．隨著時(shí)間的推移，M處的質(zhì)點(diǎn)將向O處移動(dòng)
D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．某物理實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)．每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點(diǎn)的位置，從而可描繪出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．某同學(xué)設(shè)想小球先后三次做平拋，將水平擋板依次放在1、2、3的位置，且l與2的間距等于2與3的間距．若三次實(shí)驗(yàn)中，小球從拋出點(diǎn)到落點(diǎn)的水平位移依次為xl、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是（　�。�
A．x2-xl=x3-x2B．x2-xl＜x3-x2C．x2-xl＞x3-x2D．無法判斷

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．如圖所示，豎直放置的平行帶電導(dǎo)體板A、B和水平放置的平行帶電導(dǎo)體板C、D，B板上有一小孔，從小孔射出的帶電粒子剛好可從C、D板間左上角切入C、D板間電場(chǎng)，已知C、D板間距離為d，長(zhǎng)為2d，UAB=UCD=U＞0，在C、D板右側(cè)存在有一個(gè)垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子由靜止從A板釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)至B板小孔后貼近C板進(jìn)入C、D板間，最后恰好從D板右邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)中．帶電粒子的重力不計(jì)．求：
（1）帶電粒子從B板小孔射出時(shí)的速度大小v0；
（2）帶電粒子從C、D板射出時(shí)的速度v大小和方向；
（3）欲使帶電粒子不再返回至C、D板間，右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)該滿足什么條件？

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