Question

如图所示，电源电动势E=12V，内电阻r=2Ω，定值电阻R 1 =R 2 =2Ω滑动变阻器的阻值R在0～10Ω范围内可调

如图所示，电源电动势E=12V，内电阻r=2Ω，定值电阻R 1 =R 2 =2Ω滑动变阻器的阻值R在0～10Ω范围内可调．两平行金属板A、B倾斜放置，与水平面夹角为60°，两板之间的距离为d=40cm（立体图见图乙）．闭合开关S，待电路稳定后，让一带正电的小球从B板上的小孔O处以一定的初速度射入板间，其初速度方向与水平方向成60°角．已知小球电荷量为q=1×10 -2 C，质量为m=2×10 -2 kg，不考虑空气阻力，g取10m/s 2 ．（1）求金属板A、B之间电压的最小值和最大值．（2）要保证上述小球在两板间始终沿直线OP运动，求变阻器R接入电路的电阻值．

Answer 1

解（1）设AB板间电压为U由全电路欧姆定律有： I= E R+ R 1 + R 2 +r 电容器的电压U：U=I（R+R 2 ） 当R=0时电容器的电压最小解得：U min =4V 当R=10Ω时电容器的电压最大解得：U m =9V （2）小球要做直线运动，则垂直于速度方向的合力为零．对小球分析得到： mgsinθ-q U d sinθ=0 解得：U=8v 对电路进行分析得： I= E R+ R 1 + R 2 +r 电容器的电压U：U=I（R+R 2 ） 代入数据解得：R=6Ω 答： （1）金属板A、B之间电压的最小值为4V，最大值为9V． （2）要保证上述小球在两板间始终沿直线OP运动，变阻器R接入电路的电阻值为6Ω．