Question

【题目】在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm．电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R1=1980Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板．若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m=2.0×10-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2．求：

（1）A、B两金属板间的电压的大小U；

（2）滑动变阻器消耗的电功率P；

（3）电源的效率η．

Answer 1

【答案】（1）U =200V（2）20W（3）

【解析】

（1）小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场力和重力作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，根据动能定理有：

，

解得：U = 200 V．

（2）设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流，而 U = IR ，

解得：R = 2×103 Ω

滑动变阻器消耗的电功率．

（3）电源的效率．