Question

如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長L＝80 cm，兩板間的距離d＝40 cm.電源電動勢E＝40 V，內電阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω，閉合開關S，待電路穩定后，將一帶負電的小球從B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v₀＝4 m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質點．若小球帶電量q＝1×10^－2 C，質量為m＝2×10^－2 kg，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10 m/s²)．求：

小題1:滑動變阻器接入電路的阻值為多少？
小題2:此時電流表電壓表的示數分別為多少？
小題3:此時電源的效率是多少？

Answer 1

小題1:24Ω
小題2:I=1A    U_路＝39v
小題3:η＝97.5%

小球在兩板間做類平拋運動，所以水平方向有：，豎直方向：，代入數據可得加速度a=，根據牛頓第二定律可得，，計算得板間電壓U=24V，所以電路中電流為，，此時滑動變阻器接入電路的阻值為，，電壓表示數為：,此時電源的效率是
故答案為：滑動變阻器接入電路的阻值為24Ω，此時電流表電壓表的示數分別為1A和39V
此時電源的效率是97.5%