题目内容
(2010·四川卷)24.(19分)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Rx,忽略空气对小球的作用,取
。
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(1)当Rx=29Ω时,电阻
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
,则Rx是多少?
【答案】
⑴0.6W;⑵54Ω。
【解析】⑴闭合电路的外电阻为
Ω
①
根据闭合电路的欧姆定律
A
②
R2两端的电压为
V
③
R2消耗的功率为
W
④
⑵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
⑧
连立⑦⑧带入数据
V
干路电流为
A
⑨
Ω
⑩
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