Question

如右圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E=24 V，內(nèi)電阻r=1 Ω，電阻R=15 Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)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^-2 C，質(zhì)量為m=2×10^-2 kg，不考慮空氣阻力。那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？此時(shí)電源的輸出功率是多大？(取g=10 m/s²)

 

 

Answer 1

【答案】

8 Ω；23 W

【解析】

試題分析：小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力，且到A板時(shí)速度為零，設(shè)兩板間電壓為U_AB，由動(dòng)能定理得：

所以滑動(dòng)變阻器的電壓為：

設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I，由歐姆定律得：

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為：

電源的輸出功率為：。

考點(diǎn)：本題考查電路問(wèn)題及其功率的分配，涉及加速電場(chǎng)的知識(shí)。