题目内容

【题目】如图所示的电路中,两平行金属板AB水平放置,两板间距离d40 cm.电源电动势E24 V,内电阻r1 Ω,电阻R15 Ω.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v04 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q1×102 C,质量为m2×102 kg,不考虑空气阻力.那么,要使小球恰能到达A板,滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为(g10 m/s2)

A. 8 Ω23 W B. 32 Ω8 W C. 8 Ω15 W D. 32 Ω23 W

【答案】A

【解析】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
∴滑动变阻器两端电压U=UAB=8V
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R==8Ω
即滑动变阻器接入电路的阻值为时,小球恰能到达A板。

电源的输出功率P=I2R+R=23W
故电源的输出功率是23W故选A.

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