如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,...
问题详情:
如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上*入板间,小球恰能到达A板.若小球带电荷量为q=1×10﹣2C,质量为m=2×10﹣2kg,重力加速度g=10m/s2,不考虑空气阻力.求:
(1)此时AB两板的电压U是多少?
(2)滑动变阻器接入电路的阻值为多大时?
(3)此时电源的输出功率是多大?
【回答】
考点: 带电粒子在混合场中的运动;动能定理;闭合电路的欧姆定律.
分析: (1)对小球分析,由动能定理可求得电容器两板间的电势差;
(2)电容器与RP并联,则电容器两端的电压等于RP两端的电压,则由闭合电路欧姆定律可求得电流,再由欧姆定律可求得滑动变阻器接入电阻;
(3)由功率公式可求得电源的输出功率.
解答: 解:(1)对小球从B到A,有VA=0;则由动能定理可得:﹣qUAB﹣mgd=0﹣mv02
得:UAB=8V;
(2)由闭合电路欧姆定律可得:E=I(R+r)+UAB
解得:I=1A;
则有:RP==8Ω;
(3)电源的输出功率等于外电路上消耗的功率,故电源的输出功率:
P出=I2(R+RP)=1×(15+8)=23W.
答:(1)此时AB两板的电压U是8V;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω;
(3)电源的输出功率为23W.
点评: 本题考查闭合电路欧姆定律中的含容电路,要明确电容的*质,知道电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.
知识点:未分类
题型:选择题
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