Question

如右圖所示的電路中，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，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板？此時電源的輸出功率是多大？(取g="10" m/s²)

Answer 1

8 Ω；23 W

試題分析：小球進入板間后，受重力和電場力，且到A板時速度為零，設兩板間電壓為U_AB，由動能定理得：

所以滑動變阻器的電壓為：
設通過滑動變阻器的電流為I，由歐姆定律得：

滑動變阻器接入電路的電阻為：
電源的輸出功率為：。