Question

電源電動勢E₀=12V ，內(nèi)阻r₀=1Ω，電阻R₁=6Ω，R₂=12Ω，間距d=0.2m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(yīng)強度B=1T的勻強磁場，閉合開關(guān)S，板間電場視為勻強電場。將噴墨打印機的噴頭對準(zhǔn)兩板的中點，從噴口連續(xù)不斷地噴出水平初速度為v=0.1m/s的相同帶電墨滴，設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R_x。(g取10m／s²)求

（1）當(dāng)R_x=3Ω時，電阻R₁消耗的電功率

（2）改變R_x的值，可以使進入板間的帶電墨滴做勻速圓周運動，最后與板相碰，碰時速度與初速度的夾角為。 則

帶電墨滴的比荷為多大？此時R_x的阻值是多少？

Answer 1

解：⑴閉合電路的外電阻為      (1分)            

        根據(jù)閉合電路的歐姆定律            (1分)               

       R₁兩端的電壓為

       R₁消耗的功率為                        (1分)           

    ⑵帶電墨滴進入電、磁場區(qū)域做勻速圓周運動，說明重力和電場力等大反向，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律

                                                 (1分)

                                                  (1分)             

帶電墨滴做勻速圓周運動的初末速的夾角等于圓心角為60°，根據(jù)幾何關(guān)系得

          _R=d                                             (1分)   

①  解得帶電墨滴的比荷                   (1分)

         =4V                                  (1分)

         干路電流為                           (1分)                       

         ②解得                         (1分)