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如图所示电路中,两平行板A、B水平放置,两板间距离d=40cm,电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关s,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v=4m/s竖直向上射入板间.小球带电量为q=10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力.若调节滑动变阻器,使小球恰能达到A板,则电源的输出功率为( )(g=10m/s2

A.15W
B.16W
C.23W
D.28W
【答案】分析:小球恰好运动到A板,根据动能定理列式求解两板间的电压;然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值;最后根据电功率表达式求解电源的输出功率.
解答:解:(1)小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A板时速度为零.
设两板间电压为UAB
由动能定理得
-mgd-qUAB=0-m  ①
∴滑动变阻器两端电压 U=UAB=8 V ②
设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得
I==1A ③
滑动变阻器接入电路的电阻
R==8Ω  ④
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时,小球恰能到达A板.
故电源的输出功率 P=I2(R+R)=23 W ⑤
故选C
点评:本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后,根据动能定理、欧姆定律联立列式求解.
练习册系列答案
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A.36W      B.51W     C.57W     D.64W

 

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  1. A.
    36W
  2. B.
    51W
  3. C.
    57W
  4. D.
    64W

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A.36W      B.51W     C.57W     D.64W

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