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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...

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υ=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力.那么,要使小球恰能到达A板,滑动变阻器接入电路的阻值和此时电源的输出功率为(取g=10m/s2)( )
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A.8Ω、23W
B.32Ω、8 W
C.8Ω、15W
D.32Ω、23W
小球恰好运动到A板,根据动能定理列式求解两板间的电压;然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值;最后根据电功率表达式求解电源的输出功率. 【解析】 小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A板时速度为零. 设两板间电压为UAB 由动能定理得 -mgd-qUAB=0-mv2            ∴滑动变阻器两端电压           U滑=UAB=8 V              设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得 I==1A                     滑动变阻器接入电路的电阻  R滑==8Ω          即滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时,小球恰能到达A板. 电源的输出功率             P出=I2(R+R滑)=23 W       故电源的输出功率是23W.故A正确. 故选A
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考点分析:
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