Question

如图所示的电路中，电源电动势E=24V、内阻r=1Ω,定值电阻R 1 =15Ω。水平放置的平行金属板AB间距d=40cm,

如图所示的电路中，电源电动势E=24V、内阻r=1Ω,定值电阻R 1 =15Ω。水平放置的平行金属板AB间距d=40cm,上板A开一小孔。合上电键,适当调整R 2 的有效阻值，然后让一个质量m=0.02kg、带电量q=-0.01C的小球a从距小孔正上方高h=10cm处自由下落,当a刚进入小孔时,另一小球b(质量、电量与小球a的完全相同)恰好从两板的正中央水平飞入，两球同时打在小孔正下方B板上的P点。小球视为质点，小球间的作用力及空气阻力均忽略不计，g=10m/s 2 .求： （1）小球a刚进入小孔时的速度V 0 （2）两板间的电势差U AB （3）滑动变阻器的有效阻值

Answer 1

（1） （2）-8V（3）8Ω

试题分析：小球a做变速直线运动，小球b做类平抛运动，根据相关规律解题 (1)V 0 2 =2gh      代入得V 0 =√2 m/s (2)设两板间的电势差大小为U    d=V 0 t+at 2 /2 d/2= at 2 /2 mg+qU/d=ma 联立得U=8V，所以U AB =-8V （3）U=R 2 E/(R 1 +R 2 +r)        代入得R 2 =8Ω 点评：此题是一道力电综合性的题目，难度系数偏难，关键是根据粒子在电场中的受力情况判断粒子的运动情况，找出粒子在电场中的各种临界条件，然后结合牛顿运动定律分析解题