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(zhǎng)l＝80cm，兩板間的距離d＝40cm 電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0＝4m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質(zhì)點(diǎn)。若小球帶電量q＝1×10－2C，質(zhì)量為m＝2×10－2kg，不考慮空氣阻力，電路中電壓表、電流表均是理想電表。若小球恰好從A板右邊緣射出(g取10m/s2)。求

(1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多少？

(2)此時(shí)電流表、電壓表的示數(shù)分別為多少？

(3)此時(shí)電源的輸出功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）24Ω；（2）1A，39V；（3）39W；

【解析】試題分析：（1）設(shè)小球在板間飛行時(shí)間為t，，根據(jù)d＝at2，

得飛行加速度

對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律得

，

解得：，

所以滑動(dòng)變阻器的兩端電壓U滑＝UAB＝24 V．

設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I，由歐姆定律得

滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑＝＝24 Ω．

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

（3）電源的輸出功率P出＝IU＝39 W．