Question

 

如圖所示，電源電動勢內(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、磁感應強度的勻強磁場。閉合開關，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度沿兩板間中線水平射入板間。設滑動變阻器接入電路的阻值為，忽略空氣對小球的作用，取。

（1）當時，電阻消耗的電功率是多大？

（2）若小球進入板間做勻速度圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為，則是多少？

 

 

 

 

 

Answer 1

 （1）0.6W（2）54Ω

解析:（1）閉合電路的外電阻為

                      ①

  根據(jù)閉合電路的歐姆定律

                                ②

  R₂兩端的電壓為

                      ③

  R₂消耗的功率為

                                   ④

（2）小球進入電磁場做勻速圓周運動，說明重力和電場力等大反向，洛侖茲力提供向心力，

根據(jù)牛頓第二定律                                ⑤

                                                ⑥

  連立⑤⑥化簡得

                                               ⑦

  小球做勻速圓周運動的初末速的夾角等于圓心角為60°，根據(jù)幾何關系得

      _R=d                                                ⑧

  連立⑦⑧帶入數(shù)據(jù)

      

  干路電流為                         ⑨

                           ⑩