Question

如图所示，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．闭合开关S，待电路稳定后，在两板之间形成匀强电场．在A板上有一个小孔k，一个带电荷量为C、质量为kg的粒子P由A板上方高h=10cm处的O点自由下落，从k孔进入电场并打在B板上点处．当P粒子进入电场时，另一个与P相同的粒子Q恰好从两板正中央点水平飞入．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，粒子Q与P恰好同时打在处。 （粒子间的作用力及空气阻力均忽略不计，取g=10m/s²）

Answer 1

滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω

试题分析:根据机械能守恒定律可得P粒子进入电场时的速度为：
m/s
设P、Q在电场中运动的加速度为a，运动到打在点的时间为t，则：
对P： 
对Q：
联立解得：s，
而
所以，滑动变阻器两端的电压为：

由欧姆定律可得通过滑动变阻器的电流为：
所以，滑动变阻器接入电路的阻值为：Ω