Question

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="40" cm。电源电动势E=24V,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。若小球带电量为q=1×10^-2 C,质量为m=2×10^-2 kg,不考虑空气阻力。那么，

(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板.
(2)此时，电源的输出功率是多大.(取g="10" m/s²)

Answer 1

(1) 8Ω    (2)23W

解析试题分析：(1)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U_AB
由动能定理得           -mgd-qU_AB=0-           （4分）
∴滑动变阻器两端电压          U_滑=U_AB="8" V   
设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得
I=   （或   ）  （2分）
滑动变阻器接入电路的电阻         （1+1=2分）
(2)电源的输出功率            P_出=I²(R+R_滑)="23" W      （2+2=4分）
考点：动能定理 电功率