题目内容

 

如图所示,电源电动势内阻,电阻。间距的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度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,忽略空气对小球的作用,取

(1)当时,电阻消耗的电功率是多大?

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

 

 

 

 

 

 (1)0.6W(2)54Ω

解析:(1)闭合电路的外电阻为

                      ①

  根据闭合电路的欧姆定律

                                ②

  R2两端的电压为

                      ③

  R2消耗的功率为

                                   ④

(2)小球进入电磁场做匀速圆周运动,说明重力和电场力等大反向,洛仑兹力提供向心力,

根据牛顿第二定律                                ⑤

                                                ⑥

  连立⑤⑥化简得

                                               ⑦

  小球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                                                ⑧

  连立⑦⑧带入数据

      

  干路电流为                         ⑨

                           ⑩

 

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