Question

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 Ω，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v₀=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2 C,质量为m=2×10^-2 kg,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？（取g=10 m/s²）．

 

 

Answer 1

，电源的输出功率           P_出=I²（R+R_滑）=23 W

解析:（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U_AB

由动能定理得          -mgd-qU_AB=0-           ①

∴滑动变阻器两端电压         U_滑=U_AB=8V             ②

设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得

I=                      ③

滑动变阻器接入电路的电阻              ④

（2）电源的输出功率           P_出=I²（R+R_滑）=23 W      ⑤