Question

如右图所示的电路中，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="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，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)

Answer 1

8 Ω；23 W

试题分析：小球进入板间后，受重力和电场力，且到A板时速度为零，设两板间电压为U_AB，由动能定理得：

所以滑动变阻器的电压为：
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得：

滑动变阻器接入电路的电阻为：
电源的输出功率为：。