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．电路电压恒为U=24V，电阻R=16Ω．闭合开关
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．电路电压恒为U=24V，电阻R=16Ω．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竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力．求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？
（2）此时滑动变阻器消耗功率是多大？（取g=10m/s2）
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解题思路：（1）由动能定理计算出两板间电压为UAB．然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻；
（2）滑动变阻器消耗功率 P消=I2R滑．
（2）滑动变阻器消耗功率 P消=I2R滑．
（1）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-[1/2]mv02…①
-2×10-2×10×0.4-1×10-2×UAB=0-[1/2]×2×10-2×42
得：UAB=8V
则滑动变阻器两端电压：U滑=UAB=8V…②
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得：I=
E−U滑
R=[24−8/16]=1A…③
滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=
U滑
I=[8/1]=8Ω…④
（2）滑动变阻器消耗功率：P消=I2R滑=12×8=8W
答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时，小球恰能到达A板．
（2）此时滑动变阻器消耗功率是8W．
点评：
本题考点： 动能定理的应用；闭合电路的欧姆定律．
考点点评： 本题属于偏难点的力学电学综合题，求AB间电势差时也可根据动能定理求解．
1年前
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