Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm．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=4 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電荷量為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？此時電源的輸出功率是多大？（取g=10 m/s2）

Answer 1

【答案】8Ω；23 W

【解析】

試題分析：小球進(jìn)入板間后，受重力和電場力作用，且到A板時速度為零．設(shè)兩板間電壓為UAB

由動能定理得 -mgd-qUAB=0-mv2 ①

∴滑動變阻器兩端電壓 U滑=UAB=8 V ②

設(shè)通過滑動變阻器電流為I，由歐姆定律得 ③

滑動變阻器接入電路的電阻 ④

即滑動變阻器接入電路的阻值為8Ω時，小球恰能到達(dá)A板．

（2）電源的輸出功率：P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤

故電源的輸出功率是23W