Question

（06年四川卷）（19分）如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm。電源電動勢E=24V,內電阻r=1Ω，電阻R=15Ω。閉合開關S，待電路穩定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v₀=4 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為q=1×10^-2 C,質量為m=2×10^-2 kg,不考慮空氣阻力。那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板?此時，電源的輸出功率是多大？(取g=10 m/s²)

Answer 1

解析：

    （1）小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到A板時速度為零。

設兩板間電壓為U_AB

由動能定理得           －mgd－qU_AB=0－            ①

 

∴滑動變阻器兩端電壓          U=U_AB=8V                ②

 

設通過滑動變阻器電流為I，由歐姆定律得

 

I=                                    ③

 

滑動變阻器接入電路的電阻                  ④

 

（2）電源的輸出功率     

     

 P＝I²(R ＋R)=23 W                                  ⑤