Question

（10分）如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝24 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v₀＝4 m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10^－2C，質(zhì)量為m＝2×10^－2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板？此時(shí)，電源的輸出功率是多大？(g取10 m/s²)

 

 

Answer 1

【答案】

(1)R_滑＝8 Ω   (2) P_出＝23 W 

【解析】

試題分析：(1)小球進(jìn)入板間后，受重力和靜電力作用，且到A板時(shí)速度為零，設(shè)兩板間電壓為U_AB.

由動(dòng)能定理得：－mgd－qU_AB＝0－mv      2分

解得U_AB＝8 V     1分

所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑＝U_AB＝8 V     1分

設(shè)通過滑動(dòng)變阻器的電流為I，由閉合電路歐姆定律得：I＝＝1 A    2分

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑＝＝8 Ω      2分

(2)電源的輸出功率P_出＝I²(R＋R_滑)＝23 W      2分

 

考點(diǎn)：本題考查閉合電路的歐姆定律、電功率等知識(shí)，意在考查學(xué)生對(duì)電路的分析能力。