Question

【题目】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合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．若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板．

（1）两极板间的电场强度大小；

（2）滑动变阻器接入电路的阻值；

（3）此时，电源的输出功率．（取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）20V/m（2）8Ω（3）23W

【解析】

(1)对小球分析,由动能定理可求得电容器两板间的电势差,从而求得场强；(2)电容器与并联,则电容器两端的电压等于两端的电压,则由闭合电路欧姆定律可求得电流,再由欧姆定律可求得滑动变阻器接入电阻;

(3)由功率公式可求得电源的输出功率.

解:(1)对小球恰能从B到A,有

则由动能定理可得:

得:

则:

(2)由闭合电路欧姆定律可得:

计算得出:

则有:

(3)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:

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