Question

如圖，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD。導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)。一根電阻不計(jì)的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)。棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好。導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。導(dǎo)軌右邊與電路連接。電路中的三個(gè)定值電阻阻值分別為2R、R和R。在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，板間距離為d。

 當(dāng)ab以速度v₀勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)，及帶電量的大小。

 ab棒由靜止開始，以恒定的加速度a向左運(yùn)動(dòng)。討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化。（設(shè)帶電微粒始終未與極板接觸。）

Answer 1

【小題1】　

【小題2】　                         

解析:

【小題1】　棒勻速向左運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流為順時(shí)針方向，電容器上板帶正電。

                   ∵微粒受力平衡，電場力方向向上，場強(qiáng)方向向下

∴微粒帶負(fù)電                           

                   mg =                

                   U_c=IR                          

                                                           

E = Blv₀                      

由以上各式求出                                                                                                                                                           

【小題2】經(jīng)時(shí)間t₀，微粒受力平衡           mg =                

                                                                                                                                    

         求出                            或                                 當(dāng)t < t₀時(shí)，a₁ = g –，越來越小，加速度方向向下       

                   當(dāng)t = t₀時(shí)，a₂ = 0                                                                                     

                   當(dāng)t > t₀時(shí)，a₃ =– g，越來越大，加速度方向向上