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    13．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm，电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表，若小球恰好从A板右边缘射出（g取10m/s2）．求：
    （1）小球在A、B板间运动时的加速度的大小；为多少？
    （2）滑动变阻器接入电路的阻值；
    （3）此时电源的输出功率．

    分析 （1）小球进入电场中做类平抛运动，小球恰好从A板右边缘射出时，水平位移为L，竖直位移为d，根据运动学结合可求出加速度．
    （2）由牛顿第二定律和U=Ed结合求出板间电压，再根据串联电路分压特点，求解滑动变阻器接入电路的阻值．
    （3）根据闭合电路欧姆定律求解电路中电流，由欧姆定律求解路端电压，即可求得两电表的读数，电源的输出功率P=UI，U是路端电压，I是总电流．

    解答 解：（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：
    水平方向：L=v0t
    竖直方向：d=$\frac{1}{2}$at2
    由上两式得：a$\frac{2d}{\frac{{L}^{2}}{{v}_{0}^{2}}}$=$\frac{2×0.4×{4}^{2}}{0．{8}^{2}}$m/s2=20m/s2
    （2）根据牛顿第二定律得：a=$\frac{\frac{qU}{d}-mg}{m}$
    联立得：U=$\frac{m（g+a）d}{q}$=$\frac{2×1{0}^{-2}×（10+20）×0.4}{1×1{0}^{-2}}$V=24V
    根据串联电路的特点有：$\frac{U}{E}$=$\frac{R′}{R+R′+r}$
    代入得：$\frac{24}{40}$=$\frac{R′}{15+R′+1}$
    解得滑动变阻器接入电路的阻值为：R′=24Ω
    （3）根据闭合电路欧姆定律得电流表的示数为：
      I=$\frac{E}{R+R′+r}$=$\frac{40}{15+24+1}$A=1A
    电压表的示数为：
      U=E-Ir=（40-1×1）V=39V
    此时电源的输出功率是 P=UI=39×1W=39W．
    答：（1）小球在A、B板间运动时的加速度的大小为20m/s2；
    （2）滑动变阻器接入电路的阻值24Ω；
    （3）此时电源的输出功率39W．

    点评 本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，容易出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力遗忘，要注意分析受力情况，根据合力求加速度．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s． 由此可知，纸带做匀加速运动（选填“匀加速”或“匀减速”），为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为0.46 m/s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    4．如图所示，甲、乙游标卡尺的示数分别为甲图0.15mm，乙图8.95mm．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．如图所示，轻绳的一端系在质最为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的小圆环上，现用水平力F拉绳子上一点O，使物体A从图中虚线位置缓慢上升到实线位置，此过程中小圆环保持原位置不动，则环与杆之间的摩擦力F1和弹力F2的变化情况是（　　）
    A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变
    C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．一个物体在五个共点力作用下保持平衡，现撤掉其中大小分别为F1=25N和F2=20N的两个力，其余三个力保持不变，则其余三个力的合力大小范围为5-45N，而除F1以外的四个力的合力为25N．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．（多选）如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，∠ABC=∠CAB=30°，BC=2$\sqrt{3}$ m，已知电场线平行于△ABC所在的平面，一个带电荷量q=-2×10-6 C的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了1.2×10-5 J，由B移到C的过程中电场力做功6×10-6 J，下列说法正确的是（　　）
    A．B、C两点的电势差UBC=3V
    B．A点的电势低于B点的电势
    C．负电荷由C点移到A点的过程中，电势能减少
    D．该电场的场强为1V/m

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．在无风的环境中，将乒乓球从高处由静止释放．小明用摄像机研究该乒乓球的下落运动，发现它在落地前已经做匀速运动，若空气阻力与速度成正比，则乒乓球（　　）
    A．在下落过程中，加速度先变大后变小
    B．从更高处由静止释放，在空中运动时间变长
    C．在下落过程中，机械能先增大后不变
    D．从更高处由静止释放，落地前瞬间的速度变大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其它面为绝缘材料．ABCD面带负电，EFGH面带正电．从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带负电液滴，最后分别落在“1”、“2”、“3”三点，则下列说法正确的是（　　）
    A．三个液滴在真空盒中都做平抛运动
    B．落在点“3”位置的液滴的运动时间最长
    C．三个液滴落到底板时的速度相同
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．某同学用下面的实验装置测量小车的质量，他的部分实验步骤如下：
    （1）将轨道倾斜适当角度以平衡摩擦力；
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    （3）测得遮光条的宽度为d，并将遮光条（质量不计）固定在小车上：
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    （7）若钩码质量较小，可认为两次试验中钩码质量均满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M=$\frac{m{a}_{2}}{{a}_{1}-{a}_{2}}$（用a1、a2、m表示）；若所用钩码质量较大，明显不满足远小于小车质量的条件，则小车质量可表示为M=$\frac{m（g-{a}_{1}）{a}_{2}}{g（{a}_{1}-{a}_{2}）}$（用a1、a2、m及重力加速度g表示）．

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