Question

電源電動(dòng)勢(shì)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(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合開(kāi)關(guān)S，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。將噴墨打印機(jī)的噴頭對(duì)準(zhǔn)兩板的中點(diǎn)，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(dòng)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(shí)，電阻R₁消耗的電功率

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

帶電墨滴的比荷為多大？此時(shí)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(jìn)入電、磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明重力和電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)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)