题目内容
（10分）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=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=1×10-2 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)
【答案】
23 W
【解析】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UAB，由动能定理得
－mgd－qUAB＝0－
mv
所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝8 V
设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得
I＝
＝1 A
滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝
＝8 Ω
电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23 W
本题考查带电粒子在电场中的加速，由电容器两端电压等于滑动变阻器两端电压，由动能定理可求得电容器两端电压，再由闭合电路欧姆定律求电路电流大小，由此可求得电源输出功率
练习册系列答案
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