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＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力．那么，要使小球恰能到达A板，滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为(取g＝10 m/s2)

A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 W

Answer 1

【答案】A

【解析】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-mv2
∴滑动变阻器两端电压U滑=UAB=8V
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得

滑动变阻器接入电路的电阻R滑==8Ω
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板。

电源的输出功率P出=I2（R+R滑）=23W
故电源的输出功率是23W。故选A.