Question

（19分）

如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻，電阻。間距的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合開(kāi)關(guān)，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電的小球以初速度沿兩板間中線水平射入板間。設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為，忽略空氣對(duì)小球的作用，取。

（1）當(dāng)時(shí)，電阻消耗的電功率是多大？

（2）若小球進(jìn)入板間做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)并與板相碰，碰時(shí)速度與初速度的夾角為，則R_X是多少？

 

Answer 1

（1）

（2）

解析:本題主要考查電路分析，含容電路分析，及帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)用的問(wèn)題。對(duì)考生分析問(wèn)題和建立正確的物理模型能力的考查。

（1）設(shè)和的并聯(lián)電阻為，有：        ①

   兩端的電壓為：                  ②

   消耗的電功率為：                        ③

 當(dāng)時(shí)，聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)，解得：

                                  ④

（2）設(shè)小球質(zhì)量為m，電荷量為q，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有：

                              ⑤

                                 ⑥

設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有：

                                                ⑦

由幾何關(guān)系有：

                                                      ⑧

聯(lián)立①②⑤⑥⑦⑧式，代人數(shù)據(jù)，解得：

                                                  ⑨