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，两板间的距离d=40cm。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=4m/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，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=10m/s2）
【答案】
；
。
【解析】
试题分析：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。
根据动能定理，有：
AB间电压
，即滑动变阻器两端电压为8V。
根据闭合电路的欧姆定律，有：
解得回路中电流
则滑动变阻器的有效阻值为
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板。
电源的输出功率即外电路消耗的功率：
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