Question

(11分) 如右圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm.電路電壓恒為U=24V，電阻R=16Ω。閉合開關S，待電路穩定后，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，質量為m=2×10-2 kg，不考慮空氣阻力。

求：（1）滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板？

（2）此時滑動變阻器消耗功率是多大？(取g=10 m/s2)

 

Answer 1

8Ω 8W

【解析】

試題分析：(1)小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到A板時速度為零。

設兩板間電壓為UAB。由動能定理得：-mgd-qUAB=0- ①

∴滑動變阻器兩端電壓 U滑=UAB=8 V ②

設通過滑動變阻器電流為I，由歐姆定律得：I= ③

滑動變阻器接入電路的電阻 ④

(2)滑動變阻器消耗功率 P消=I2R滑 =8 W

考點：本題考查動能定理、歐姆定律、功率。