【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距離d=40cm．電源電動勢E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω．閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量q=1×10﹣2 C，質(zhì)量為m=2×10﹣2 kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達(dá)A板？此時電源輸出功率是多大？（g取10m/s2）

【答案】解：設(shè)兩板間電壓為UAB，小球從B板到A板的過程，由動能定理：

﹣mgd﹣qUAB=0﹣ mv02，

代入數(shù)據(jù)解得：UAB=8 V．

則滑動變阻器兩端電壓為：U滑=UAB=8 V．

設(shè)通過滑動變阻器電流為I，由閉合電路歐姆定律得：

I= = A=1 A．

滑動變阻器接入電路的電阻為：R滑= = Ω=8Ω

電源輸出功率為：P=I2（R+R滑）=12×（15+8）W=23 W

答：滑動變阻器接入電路的阻值為8Ω；此時電源輸出功率是23W．


【解析】小球從B板到A板的過程，由動能定理結(jié)合電場力做功求出AB之間的電勢差，也就是滑動變阻器兩端電壓，由閉合電路歐姆定律求出流過滑動變阻器的電流，根據(jù)歐姆定律求滑動變阻器接入電路的電阻。
【考點精析】通過靈活運用動能定理的綜合應(yīng)用和電功率和電功，掌握應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷；電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計算電功率普遍適用的公式即可以解答此題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是（ ）
A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能
C.銫原子核（ Cs）的結(jié)合能小于鉛原子核（ Pb）的結(jié)合能
D.自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小張和小明測繪標(biāo)有“3.8V 0.4A”小燈泡的伏安特性曲線，提供的實驗器材有：

A．電源E（4V，內(nèi)阻約0.4Ω）
B．電壓表V（2V，內(nèi)阻為2kΩ）
C．電流表A（0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω）
D．滑動變阻器R（0～10Ω）
E．三個定值電阻（R1=1kΩ，R2=2kΩ，R3=5kΩ）
F．開關(guān)及導(dǎo)線若干
（1）小明研究后發(fā)現(xiàn)，電壓表的量程不能滿足實驗要求，為了完成測量，他將電壓表進(jìn)行了改裝．在給定的定值電阻中選用（選填“R1”、“R2”或“R3”）與電壓表（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），完成改裝．
（2）小張選好器材后，按照該實驗要求連接電路，如圖所示（圖中電壓表已經(jīng)過改裝）．閉合開關(guān)前，小明發(fā)現(xiàn)電路中存在兩處不恰當(dāng)?shù)牡胤�，分別是：①；② ．
（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表和電流表的示數(shù)改變，但均不能變?yōu)榱悖纱丝梢酝茢嚯娐分邪l(fā)生的故障可能是導(dǎo)線（選填圖中表示導(dǎo)線的序號）出現(xiàn)了（選填“短路”或“斷路”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知磁敏電阻在無磁場時電阻很小，有磁場時電阻變大，并且磁場越強阻值越大。為探測磁場的有無，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計了如圖所示電路。若探測裝置從無磁場區(qū)進(jìn)入強磁場區(qū)，電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變，理想電壓表、電流表的示數(shù)將發(fā)生變化，電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對值分別為U1、U2 ， 已知電阻R大于電源內(nèi)阻r，則（ ）

A.電流表A的示數(shù)減小
B.電壓表V1的示數(shù)減小
C.電壓表V2的示數(shù)減小
D.U1大于U2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系：
先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O．

接下來的實驗步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
（1）對于上述實驗操作，下列說法正確的是
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端必須水平
D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
（2）上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有 ．
A.A，B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
（3）當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律．如果還滿足表達(dá)式（用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞時無機械能損失．
（4）完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示．在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接．使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復(fù)實驗步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′．用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3 ． 則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達(dá)式為（用所測物理量的字母表示）．

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【題目】如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖．若勵磁線圈產(chǎn)生的勻強磁場方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場方向垂直．電子速度的大小和磁場強弱可分別由通過電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)．下列說法正確的是（ ）

A.僅增大勵磁線圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大
B.僅提高電子槍加速電壓，電子束徑跡的半徑變大
C.僅增大勵磁線圈中的電流，電子做圓周運動的周期將變小
D.僅提高電子槍加速電壓，電子做圓周運動的周期將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動勢E=3V，小燈泡L標(biāo)有“2V、0.4W”，開關(guān)S接l，當(dāng)變阻器調(diào)到R=4Ω時，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動機M均正常工作．則（ ）

A.電源內(nèi)阻為1Ω
B.電動機的內(nèi)阻為4Ω
C.電動機正常工作電壓為1V
D.電源效率約為93.3%

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【題目】如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖，其中D是直流電動機．P是一個質(zhì)量為m的重物，它用細(xì)繩繞在電動機的軸上，閉合開關(guān)S，重物P以速度v勻速上升，這時電流表和電壓表的示數(shù)分別是I=5A和U=220V，重物P勻速上升的速度v=0.4m/s，重物的質(zhì)量m=50kg，g取10m/s2 ． 求：

（1）電動機消耗的電功率P電；
（2）繩對重物做功的機械功率P機；
（3）電動機線圈的電阻R．

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【題目】如圖所示，是用某種玻璃制成的橫截面為圓形的圓柱體光學(xué)器件，它的折射率為 ，橫截面半徑為R．現(xiàn)用一束細(xì)光線垂直圓柱體的軸線以i=60°的入射角射入圓柱體，不考慮光線在圓柱體內(nèi)的反射，真空中光速為c．
（i）作出光線穿過圓柱體并射出的光路圖．
（ii）求出該光線從圓柱體中射出時，出射光線偏離原方向多大的角度？
（iii）光線在圓柱體中的傳播時間．

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