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,极板长l=80 cm,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=40 V,内阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4 m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点.若小球带电荷量q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力,电路中的电压表、电流表均是理想电表.若小球恰好从A板右边缘射出(g取10 m/s2).求:

(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大?

(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少?

(3)此时电源的输出功率是多大?

【答案】(1)24 Ω (2)1 A 39 V (3)39 W

【解析】

试题分析:(1)设小球在板间飞行时间为t,,根据d=at2,

得飞行加速度

对小球根据牛顿第二定律得

,

解得:,

所以滑动变阻器的两端电压U滑=UAB=24 V.

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阻值R滑==24 Ω.

(2)此时电流表的示数为1 A,电压表的示数为U=E-Ir=(40-1×1)V=39 V.

(3)电源的输出功率P出=IU=39 W.

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