Question

【題目】如圖1所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V,內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω。

(1) 若滑動(dòng)變阻器P接入電路的阻值為RP=4Ω,閉合開(kāi)關(guān)，求R消耗的電功率；

(2) 若在滑動(dòng)變阻器的兩端連接兩平行金屬板A、B，且水平放置（如圖2所示），兩板間的距離d=40 cm。現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)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。若小球帶電量為q=1×10-2 C，質(zhì)量為m=2×10-2 kg，不考慮空氣阻力。若小球恰能到達(dá)A板，則兩板間的電壓UAB是多少？此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值RP′為多大?

Answer 1

【答案】(1) (2) 8 V

【解析】

(1)由閉合電路歐姆定律得，

(2)小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到A板時(shí)速度為零。

由動(dòng)能定理得

-mgd-qUAB=0-

解得UAB=8V

由并聯(lián)電路特點(diǎn)知滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑=UAB=8 V

由歐姆定律得

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻