Question

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長l＝80 cm，兩板間的距離d＝40 cm．電源電動勢E＝40 V，內阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω，閉合開關S，待電路穩定后，將一帶負電的小球從B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4 m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質點．若小球帶電荷量q＝1×10-2 C，質量為m＝2×10-2 kg，不考慮空氣阻力，電路中的電壓表、電流表均是理想電表．若小球恰好從A板右邊緣射出（g取10 m/s2）．求：

（1）滑動變阻器接入電路的阻值為多大？

（2）此時電流表、電壓表的示數分別為多少？

（3）此時電源的輸出功率是多大？

Answer 1

【答案】（1）24 Ω （2）1 A 39 V （3）39 W

【解析】

試題分析：（1）設小球在板間飛行時間為t，，根據d＝at2，

得飛行加速度

對小球根據牛頓第二定律得

，

解得：，

所以滑動變阻器的兩端電壓U滑＝UAB＝24 V．

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阻值R滑＝＝24 Ω．

（2）此時電流表的示數為1 A，電壓表的示數為U＝E－Ir＝（40－1×1）V＝39 V．

（3）電源的輸出功率P出＝IU＝39 W．