Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板、水平放置，兩板間的距離。電源電動勢E=20V，內電阻，電阻，滑動變阻器的最大阻值R0=16Ω。當滑動變阻器的滑片處于中間位置時，閉合開關，待電路穩定后，將一帶正電的小球從板小孔以初速度v0=5 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為,質量為，不考慮空氣阻力。取。

（1）求電源的輸出功率是多大？

（2）通過計算說明小球能否到達板？如果能夠到達板，求小球到達板的速度是多大？

Answer 1

【答案】（1）19W；（2）3m/s

【解析】

（1）根據閉合電路歐姆定律求得回路的電流，再求解電源的輸出功率：

（2）假設小球能到達A板，根據動能定理求解速度.

（1）設通過滑動變阻器電流為I，由閉合歐姆定律得

解得，I=1 A

電源的輸出功率

解得，

（2）

小球進入板間后，受重力和電場力作用，假設能夠到達板，

由動能定理得 -mgd-qUAB=-

解得，

小球能夠到達板，小球到達板的速度為3m/s