Question

如图所示，电源电动势E₀＝15 V，内阻r₀＝1Ω，电阻R₁＝30Ω，R₂＝60Ω.间距d＝0.2 m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＝1 T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v＝0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R_x，忽略空气对小球的作用，取g＝10 m/s².

(1)当R_x＝29 Ω时，电阻R₂消耗的电功率是多大？

(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R_x是多少？

 

Answer 1

【答案】

(1)0.6W     (2)54Ω

【解析】

试题分析：(1)设和的并联电阻为R，有

     ①

两端的电压为：  ②

消耗的电功率为：      ③

当时，

联立①②③式，代入数据得

P=0.6W      ④

(2)设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时则有：    ⑤

      ⑥

设小球做圆周运动的半径为r，

有    ⑦

由几何关系有   ⑧

联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据，解得

   ⑨    

考点：带电粒子在复合场中的运动

点评：本题为带电粒子在复合场中的运动与闭合电路欧姆定律的综合性题目，解题的关键在于明确带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，所受到的电场力一定与重力大小时相等方向相反，同时要注意几何关系的应用。