Question

【题目】如图所示的电路，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=6Ω，R2=12Ω，间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、，磁感应强度B=1T的匀强磁场，闭合开关S，板间电场视为匀强电场．将喷墨打印机的喷头对准两板的中点，从喷口连续不断地喷出水平初速度为v=0.1m/s的相同带电墨滴，设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx．（g取10m/s2）求

（1）当Rx=3Ω时，电阻R1消耗的电功率

（2）改变Rx的值，可以使进入板间的带电墨滴做匀速圆周运动，最后与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°．则

①带电墨滴的比荷q/m为多大？

②此时Rx的阻值是多少？

Answer 1

【答案】(1)6W （2）① ②7Ω.

【解析】（1）由图可知闭合电路的外电阻为：

根据闭合电路的欧姆定律可得电流为：

R1两端的电压为：U1=IR12=1.5×4=6V

R1消耗的功率为：

（2）带电墨滴进入电、磁场区域做匀速圆周运动，必有重力和电场力等大反向，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律：

又因电场力等于重力，则有： ，

带电墨滴做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，

根据几何关系得R=d。

解得带电墨滴的比荷：

电压为：

干路电流为：

解得：