Question

（10分）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=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10^-2C，质量为m=2×10^-2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能达到A板？此时，电源的输出功率是多大？（g取10m/s²）

Answer 1

（1）8Ω（2）23W

试题分析：(1)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U_AB，由动能定理得
一mgd一qU_AB=0一mv₀²        (3分)
滑动变阻器两端电压为U_滑
U_滑=U_AB=8v          (1分)
设通过滑动变阻器的电流为，，由闭合电路的欧姆定律得
    (3分)
滑动变阻器接人电路的电阻
         (1分)
(2)电源的输出功率
P_出= I² (R+R_滑)=23W        (2分)