Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間距離d＝40 cm.電源電動勢E＝24 V，內電阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω.閉合開關S，待電路穩定后，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＝1×10－2 C，質量為m＝2×10－2 kg，不考慮空氣阻力．那么，要使小球恰能到達A板，滑動變阻器接入電路的阻值和此時電源的輸出功率為(取g＝10 m/s2)

A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 W

Answer 1

【答案】A

【解析】小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到A板時速度為零。設兩板間電壓為UAB
由動能定理得 -mgd-qUAB=0-mv2
∴滑動變阻器兩端電壓U滑=UAB=8V
設通過滑動變阻器電流為I，由歐姆定律得

滑動變阻器接入電路的電阻R滑==8Ω
即滑動變阻器接入電路的阻值為8Ω時，小球恰能到達A板。

電源的輸出功率P出=I2（R+R滑）=23W
故電源的輸出功率是23W。故選A.