Question

电源电动势E₀=12V ，内阻r₀=1Ω，电阻R₁=6Ω，R₂=12Ω，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。将喷墨打印机的喷头对准两板的中点，从喷口连续不断地喷出水平初速度为v=0.1m/s的相同带电墨滴，设滑动变阻器接入电路的阻值为R_x。(g取10m／s²)求

（1）当R_x=3Ω时，电阻R₁消耗的电功率

（2）改变R_x的值，可以使进入板间的带电墨滴做匀速圆周运动，最后与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为。 则

带电墨滴的比荷为多大？此时R_x的阻值是多少？

Answer 1

解：⑴闭合电路的外电阻为      (1分)            

        根据闭合电路的欧姆定律            (1分)               

       R₁两端的电压为

       R₁消耗的功率为                        (1分)           

    ⑵带电墨滴进入电、磁场区域做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律

                                                 (1分)

                                                  (1分)             

带电墨滴做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得

          _R=d                                             (1分)   

①  解得带电墨滴的比荷                   (1分)

         =4V                                  (1分)

         干路电流为                           (1分)                       

         ②解得                         (1分)