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=40cm。電源電動勢E=24V，內電阻r=1Ω，電阻R=15Ω。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=4m/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，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板？此時，電源的輸出功率是多大？（取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】；。

【解析】

試題分析：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。

根據動能定理，有：

AB間電壓，即滑動變阻器兩端電壓為8V。

根據閉合電路的歐姆定律，有：

解得回路中電流

則滑動變阻器的有效阻值為

即滑動變阻器接入電路的阻值為8Ω時，小球恰能到達A板。

電源的輸出功率即外電路消耗的功率：