题目内容
(12分)如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直纸面向外。竖直平行放置的两金属板A.K相距d=20mm,接在如图所示的电路中,电源电动势E=91V,内阻r=1Ω定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,S1.S2为A.N板上的两个小孔,且S1.S2跟O点在垂直极板的同一直线上,=2R。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×105C/kg的正离子流由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度.重力.离子之间的作用力均可忽略不计。求:当滑动片P处于最右端时,,正离子打在荧光屏上具的落点到圆心O的水平距离
解:由闭合电路欧姆定律,有:····
I==1A ① 1分
当滑动片P处于最左端时,两金属板间电压最小,为:
Umin=IR1=10V ③ 1分
离子射在荧光屏上的位置为最左端
qU= ④ 2分
qvB= ⑤ 2分
由①~⑤解得,离子在磁场做圆周运动的半径为(如图乙所示):
rmin=0.1m ⑥ 2分
由几何关系得:
tan==
α=60° ⑦ 2分
故 =H ctanα=20cm ⑧ 2分
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