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。若小球帶電荷量為q=1×10-2C，質量為m=2×10-2kg，不考慮空氣阻力(取g=10m/s2)求：

（1）滑動變阻器兩端電壓為多大時，小球恰能到達A板？

（2）此時電源的輸出功率是多大？

Answer 1

【答案】（1）8V；（2）23W

【解析】

（1）滑動變阻器兩端電壓與金屬板A、B上的電壓相同，當小球恰能到達A板時，根據動能定理得：

－mgd－qUAB=0-mv

解得金屬板A、B兩端電壓UAB＝8V，即滑動變阻器兩端電壓為8V。

（2）設此時回路中電流為I，路歐姆定律得根據閉合電：I==1A

滑動變阻器接入電路的電阻R滑==8Ω

電源的輸出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23W