Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距離d＝40 cm。電源電動勢E＝24 V，內電阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω。閉合開關S，待電路穩定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4m/s豎直向上射入板間。若小球帶電荷量q＝1×10－2C，質量為m＝2×10－2kg，不考慮空氣阻力。那么滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板？此時電源輸出功率是多大？（g取10 m/s2）

Answer 1

【答案】（1）8Ω（2）23W

【解析】（1）對小球從B到A，有vA=0；則由動能定理可得：-qUAB-mgd=0-mv02
得：UAB=8V；
由閉合電路歐姆定律可得：E=I（R+r）+UAB
解得：I=1A；
則有：RP==8Ω；
（2）電源的輸出功率等于外電路上消耗的功率，故電源的輸出功率：
P出=I2（R+RP）=1×（15+8）=23W．