Question

（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，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R_X是多少？

Answer

（1）

（2）

【解析】本题主要考查电路分析，含容电路分析，及带电粒子在复合场中的运动的综合运用的问题。对考生分析问题和建立正确的物理模型能力的考查。

（1）设和的并联电阻为，有：        ①

   两端的电压为：                   ②

   消耗的电功率为：                         ③

 当时，联立①②③式，代入数据，解得：

                                  ④

（2）设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时，有：

                              ⑤

                                 ⑥

设小球做圆周运动的半径为r，有：

                                                 ⑦

由几何关系有：

                                                       ⑧

联立①②⑤⑥⑦⑧式，代人数据，解得：

                                                   ⑨