Question

（2010·四川卷）24.（19分）如圖所示，電源電動勢。內阻，電阻。間距的兩平行金屬板水平放置，板間分布有垂直于紙面向里、磁感應強度的勻強磁場。閉合開關，板間電場視為勻強電場，將一帶正電的小球以初速度沿兩板間中線水平射入板間。設滑動變阻器接入電路的阻值為Rx，忽略空氣對小球的作用，取。

（1）當Rx=29Ω時，電阻消耗的電功率是多大？

（2）若小球進入板間做勻速圓周運動并與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為，則Rx是多少？

 

Answer 1

【答案】

⑴0.6W；⑵54Ω。

【解析】⑴閉合電路的外電阻為

Ω              ①

根據閉合電路的歐姆定律

A                            ②

R2兩端的電壓為

V                ③

R2消耗的功率為

W                                ④

⑵小球進入電磁場做勻速圓周運動，說明重力和電場力等大反向，洛侖茲力提供向心力，根據牛頓第二定律

                                         ⑤

                                          ⑥

連立⑤⑥化簡得

                                         ⑦

小球做勻速圓周運動的初末速的夾角等于圓心角為60°，根據幾何關系得

                                               ⑧

連立⑦⑧帶入數據

V

干路電流為

 A                                 ⑨

Ω                    ⑩