Question

【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=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。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力(取g=10m/s2)求：

（1）滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？

（2）此时电源的输出功率是多大？

Answer 1

【答案】（1）8V；（2）23W

【解析】

（1）滑动变阻器两端电压与金属板A、B上的电压相同，当小球恰能到达A板时，根据动能定理得：

－mgd－qUAB=0-mv

解得金属板A、B两端电压UAB＝8V，即滑动变阻器两端电压为8V。

（2）设此时回路中电流为I，路欧姆定律得根据闭合电：I==1A

滑动变阻器接入电路的电阻R滑==8Ω

电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23W