在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導軌AB、CD，間距為L，金屬棒ab可在導軌上無摩擦地滑動。棒與導軌垂直，并接觸良好．它們的電阻均可不計。導軌之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度為B．導軌右邊與電路連接。電路中的三個定值電照R1、R2、R3阻值分別為2R、R和0.5R。在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，極板間距離為d．

 (1)當ab以速度v0勻速向左運動時，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止．試判斷微粒的帶電性質(zhì)，及帶電量的大�。�

(2)當AB棒以某一速度沿導軌勻速運動時，發(fā)現(xiàn)帶電微粒從兩極板中間由靜止開始向下運動，歷時t=2×10－2 s到達下極板，已知電容器兩極板間距離d=6×10－3m，求ab棒的速度大小和方向。(g=10m／s2)

 

(1) (2)

解析:(1)棒勻速向左運動，感應電流為順時針方向，電容器上板帶正電．

∵微粒受力平衡，電場力向上，場強方向向下。  ∴微粒帶負電。 

設微粒帶電量大小為，由平衡條件知：     ①

對R1、R2和金屬棒構(gòu)成的回路，由歐姆定律可得  ②

  ③ 

由法拉第電磁感應定律可得  ④ 

由以上各式求得    ⑤ 

(2)因帶電微粒從極板中間開始向下作初速度為零的勻加速運動，

由運動學公式得：   ⑥   

得 ＞  ⑦

可見帶電微粒受到的電場力向下，所以棒應向右運動，設此時極板間電壓為，由牛頓第二定律，得      ⑧   

出⑤和⑧得   

設棒ab運動速度為，則電動勢=，由歐姆定律得 

∴.    即棒運動速度大小應為原來速度的一半，即為.

 

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源：2013屆江西省高二下學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

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磁感應強度B =0.64T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN′重合.現(xiàn)

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桿垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab桿開始運動,當運動至磁場的左邊界時撤去F,結(jié)果導

體ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP′.已知導體桿ab在運動過程中與軌道接

觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道間的動摩擦因數(shù) μ=0.10,軌道的電阻可忽略不

計,取g=10m/s2，求：

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②導體桿穿過磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱

 

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