[题目]如图所示.在a.b两端有直流恒压电源.输出电压恒为Uab.R2=40Ω.右端连接间距d=0.04m.板长l=10cm的两水平放置的平行金属板.板间电场视为匀强电场．闭合开关.将质量为m=1.6×10-6kg.带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间．当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时.微粒恰好沿中线� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，在a、b两端有直流恒压电源，输出电压恒为Uab，R2=40Ω，右端连接间距d=0.04m、板长l=10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场．闭合开关，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间．当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A．已知电动机内阻R1=2Ω，取g=10m/s2．试问：

（1）输出电压为Uab是多大？

（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率？

（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？

【答案】（1）35V；（2）35W；（3）18V＜U2＜22V

【解析】

(1) 有qU1/d=mg-①

U1=20V

滑动变阻器两端电压U2=I总R滑-②

I总=I1+I2=1A③

电源电压： U=U1+U2=35V

(2)P出=P总-I2R1④

=UI-I2R1

=17W

P电=I总U="35W⑤

(3)（2）因上极板带正电，故粒子带负电

粒子穿过板的时间t==0.2s⑥

当粒子刚从下极板穿出时：⑦

而：E=联立解得：U=18V⑧

同理有：而：E=联立解得：U=22V -⑨

故R2两端的电压应满足的条件是：18V＜U2＜22V ⑩

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