题目内容

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 = 40cm.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)

 

8Ω ;  23W

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           
所以滑动变阻器两端电压      U=UAB=8 V             
设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得        
滑动变阻器接入电路的电阻         
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时,小球恰能到达A板.
电源的输出功率         P=I2(R+R)=23 W      
考点:动能定理及闭合电路欧姆定律。

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