Question

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=24 V，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)

 

 

Answer 1

【答案】

8 Ω；23 W

【解析】

试题分析：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U_AB，由动能定理得：

所以滑动变阻器的电压为：

设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得：

滑动变阻器接入电路的电阻为：

电源的输出功率为：。

考点：本题考查电路问题及其功率的分配，涉及加速电场的知识。