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

Answer 1

解：（1）對小球受力分析有：
沿電場方向：-mg=ma，d=at²
垂直電場方向：L=v₀t
聯立解得t＝0.2s，a=20m/s²，U=24V
由=，得＝24Ω
（1）I=1A，U_路＝39V
（3）η＝97.5%