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,两板间距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 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,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(取g=10 m/s2)
A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 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滑=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滑==8Ω
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出=I2(R+R滑)=23W
故电源的输出功率是23W。故选A.
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