Question

【題目】在如圖所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=4.0cm．電源電動勢E=400V，內電阻r=20Ω，電阻R1=1980Ω．閉合開關S，待電路穩定后，將一帶正電的小球（可視為質點）從B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達A板．若小球所帶電荷量q=1.0×10-7C，質量m=2.0×10-4kg，不考慮空氣阻力，忽略射入小球對電路的影響，取g=10m/s2．求：

（1）A、B兩金屬板間的電壓的大小U；

（2）滑動變阻器消耗的電功率P；

（3）電源的效率η．

Answer 1

【答案】（1）U =200V（2）20W（3）

【解析】

（1）小球從B板上的小孔射入恰好到達A板的過程中，在電場力和重力作用下做勻減速直線運動，設A、B兩極板間電壓為U，根據動能定理有：

，

解得：U = 200 V．

（2）設此時滑動變阻器接入電路中的電阻值為R，根據閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流，而 U = IR ，

解得：R = 2×103 Ω

滑動變阻器消耗的電功率．

（3）電源的效率．