问题
问答题
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．若小球带电量为q=1×10-2 C，质量为m=2×10-2 kg，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，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）
答案
（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UAB
由动能定理得
-mgd-qUAB=0-
mv2 ①1 2
∴滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8 V ②
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
I=
=1A ③E-U滑 R+r
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑=
=8Ω ④U滑 I
即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．
（2）电源的输出功率
P出=I2（R+R滑）=23 W ⑤
故电源的输出功率是23W．