[题目]如图所示的电路中.两平行金属板A.B水平放置.两板间的距离d=40 cm．电源电动势E=24V.内电阻r=1Ω.电阻R=15Ω.闭合开关S.待电路稳定后.将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2 C.质量为m=2×10-2 kg.不考虑空气阻力.那么.滑动变阻器接入电路的阻值为多大时.小球恰能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2 C，质量为m=2×10-2 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率是多大？（取g=10 m/s2）

【答案】8Ω；23 W

【解析】

试题分析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零．设两板间电压为UAB

由动能定理得 -mgd-qUAB=0-mv2 ①

∴滑动变阻器两端电压 U滑=UAB=8 V ②

设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得 ③

滑动变阻器接入电路的电阻 ④

即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．

（2）电源的输出功率：P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤

故电源的输出功率是23W

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