题目内容
（2006?四川）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）分析：小球恰好运动到A板，根据动能定理列式求解两板间的电压；然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值；最后根据电功率表达式求解电源的输出功率．
解答：解：（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UAB
由动能定理得
-mgd-qUAB=0-
mv2 ①
∴滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8 V ②
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
I=
=1A ③
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑=
=8Ω ④
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．
（2）电源的输出功率
P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤
故电源的输出功率是23W．
设两板间电压为UAB
由动能定理得
-mgd-qUAB=0-
| 1 |
| 2 |
∴滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8 V ②
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
I=
| E-U滑 |
| R+r |
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑=
| U滑 |
| I |
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．
（2）电源的输出功率
P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤
故电源的输出功率是23W．
点评：本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后，根据动能定理、欧姆定律联立列式求解．
练习册系列答案
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竖直向上射入板间．若小球带电荷量为
，质量为
，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?(g取
)