题目内容
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．若小球电荷量为q=1×10-2 C，质量为m=2×10-2 kg，不考虑空气阻力．（ 取g=10m/s2），求（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，电源的输出功率多大？
分析：（1）由动能定理求出小球恰能到达A板时两板间的电压，然后由闭合电路欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．
（2）由电功率公式求出电源的输出功率．
（2）由电功率公式求出电源的输出功率．
解答：解：（1）小球到达A板时速度恰好为零，则小球恰能到达A板，
由动能定理得：-qUAB-mgd=0-
mv02，
即：-1×10-2×UAB-0.02×10×0.4=0-
×0.02×42，
解得：UAB=8V，
电源电动势：E=I（R+r）+Uab，
电路电流：I=
=
=1A，
滑动变阻器接入电路的阻值：R滑=
=
=8Ω；
（2）电源输出功率：
P出=I2（R+R滑）=12×（15+8）=23W；
答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω，小球恰能到达A板；
（2）此时电源的输出功率23W．
由动能定理得：-qUAB-mgd=0-
| 1 |
| 2 |
即：-1×10-2×UAB-0.02×10×0.4=0-
| 1 |
| 2 |
解得：UAB=8V，
电源电动势：E=I（R+r）+Uab，
电路电流：I=
| E-UAB |
| R+r |
| 24-8 |
| 1+15 |
滑动变阻器接入电路的阻值：R滑=
| UAB |
| I |
| 8V |
| 1A |
（2）电源输出功率：
P出=I2（R+R滑）=12×（15+8）=23W；
答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω，小球恰能到达A板；
（2）此时电源的输出功率23W．
点评：分析清楚电路结构、应用动能定理、欧姆定律、电功率公式即可正确解题．
练习册系列答案
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