Question

在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm．电源电动势E=400V，内阻r=20

在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm．电源电动势E=400V，内阻r=20Ω，电阻R1=1 980Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板．若小球所带电荷量q=+1.0×10-7C，质量m=2.0×10-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2．求：（1）A、B两金属板间电压的大小U；（2）滑动变阻器消耗的电功率P滑．

Answer 1

（1）小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，根据动能定理有：
-qU-mgd=0-

1

2

mv₀²      
解得：U=200V         
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，E=U+I（R₁+r）
电路中的电流：I＝

E?U

R1+r

＝0.1A
滑动变阻器消耗的电功率P_滑=UI=20W    
答：
（1）A、B两金属板间电压的大小U为200V；
（2）滑动变阻器消耗的电功率P_滑为20W．