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如图3-3-14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=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.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

图3-3-14

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UAB

由动能定理得-mgd-qUAB=0-mv20

故滑动变阻器两端电压U=UAB=8  V

设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得I==1 A

滑动变阻器接入电路的电阻R==8 Ω

(2)电源的输出功率P=I2(R+R)=23  W

答案:(1)8 Ω  (2)23  W

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 图3-3-14

 

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3-3-14

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图3-3-14

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图3-3-14

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图3-3-14

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