Question

如圖所示電路中，兩平行板A、B水平放置，兩板間距離d=40cm，電源電動(dòng)勢(shì)E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω．閉合開關(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=4m/s豎直向上射入板間．小球帶電量為q=10^-2C，質(zhì)量為m=2×10^-2kg，不考慮空氣阻力．若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小球恰能達(dá)到A板，則電源的輸出功率為（　�。�（g=10m/s²）

Answer 1

分析：小球恰好運(yùn)動(dòng)到A板，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解兩板間的電壓；然后根據(jù)歐姆定律求解滑動(dòng)變阻器的電阻值；最后根據(jù)電功率表達(dá)式求解電源的輸出功率．

解答：解：（1）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．
設(shè)兩板間電壓為U_AB
由動(dòng)能定理得
-mgd-qU_AB=0-

1

2

m

v

2 0

  ①
∴滑動(dòng)變阻器兩端電壓 U_滑=U_AB=8 V ②
設(shè)通過滑動(dòng)變阻器電流為I，由歐姆定律得
I=

E-U滑

R+r

=1A ③
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻
R_滑=

U滑

I

=8Ω  ④
即滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為8Ω時(shí)，小球恰能到達(dá)A板．
故電源的輸出功率 P_出=I²（R+R_滑）=23 W ⑤
故選C

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是分析清楚電路結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況后，根據(jù)動(dòng)能定理、歐姆定律聯(lián)立列式求解．