Question

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,內電阻r=1 Ω，電阻R=15 Ω。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。若小球帶電量為q=1×10-2 C,質量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力。那么，

(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，電源的輸出功率是多大.(取g=10 m/s2)

 

Answer 1

(1) 8Ω (2)23W

【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-           （4分）

∴滑動變阻器兩端電壓          U滑=UAB=8 V   

設通過滑動變阻器電流為I,由歐姆定律得

I=   （或   ）  （2分）

滑動變阻器接入電路的電阻         （1+1=2分）

(2)電源的輸出功率            P出=I2(R+R滑)=23 W       （2+2=4分）

考點：動能定理 電功率