Question

【題目】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=40cm．電源電動勢E=24V，內電阻r=1Ω，電阻R=15Ω．閉合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=4m/s豎直向上射入板間．若小球帶電量為q=1×10-2C，質量為m=2×10-2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動變阻器滑片P在某位置時，小球恰能到達A板．

（1）兩極板間的電場強度大小；

（2）滑動變阻器接入電路的阻值；

（3）此時，電源的輸出功率．（取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）20V/m（2）8Ω（3）23W

【解析】

(1)對小球分析,由動能定理可求得電容器兩板間的電勢差,從而求得場強；(2)電容器與并聯,則電容器兩端的電壓等于兩端的電壓,則由閉合電路歐姆定律可求得電流,再由歐姆定律可求得滑動變阻器接入電阻;

(3)由功率公式可求得電源的輸出功率.

解:(1)對小球恰能從B到A,有

則由動能定理可得:

得:

則:

(2)由閉合電路歐姆定律可得:

計算得出:

則有:

(3)電源的輸出功率等于外電路上消耗的功率,故電源的輸出功率:

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