Question

【题目】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离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＝4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，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？此时电源输出功率是多大？（g取10 m/s2）

Answer 1

【答案】（1）8Ω（2）23W

【解析】（1）对小球从B到A，有vA=0；则由动能定理可得：-qUAB-mgd=0-mv02
得：UAB=8V；
由闭合电路欧姆定律可得：E=I（R+r）+UAB
解得：I=1A；
则有：RP==8Ω；
（2）电源的输出功率等于外电路上消耗的功率，故电源的输出功率：
P出=I2（R+RP）=1×（15+8）=23W．