问题
问答题
如图所示电路中，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（取g=10m/s2），小球恰能到达A板，求：
（1）电容器两板间的电压；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）电源的输出功率．
答案
（1）对小球从B到A，有VA=0；则由动能定理可得：
-qUAB-mgd=0-
mv021 2
得：UAB=8V；
（2）由闭合电路欧姆定律可得：
E=I（R+r）+UAB
解得：I=1A；
则有：RP=
=8Ω；UAB I
（3）电源的输出功率等于外电路上消耗的功率：
故电源的输出功率：
P出=I2（R+RP）=1×（15+8）=23W．
答：（1）电容器两端的电压为8V；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω；
（3）电源的输出功率为23W．