Question

如图所示，电源电动势，内阻，电阻，. 间距 d =0.2m 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 B＝1T 的匀强磁场．闭合开关 S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度 v＝0.1 m/s 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 ，求：

(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圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为 60°，则是多少？

Answer

(1)0.6W，(2)54Ω.

【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