问题 问答题

如图所示,光滑的平行导轨P、Q相距L=1m,处在同一竖直面中,导轨的左端接有如图所示的电路,其中水平放置的电容器两极板相距d=10mm,定值电阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,金属棒ab的电阻r=2Ω,导轨电阻不计.磁感应强度B=0.4T的匀强磁场垂直穿过导轨面.在水平向右的恒力F作用下,金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,电容器两极板之间质量m=1×10-14kg,带电荷量q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动.取g=10m/s2,求:

(1)电容器两极板间电压?

(2)金属棒ab匀速运动的速度大小是多大?

答案

(1)带电微粒在电容器两极间静止时,受向上的电场力和向下的重力作用而平衡,即:

mg=q

U
d

由此式可解出电容器两极板间的电压为:

U=

mgd
q
=
10-14×10×0.01
10-15
V=1V

(2)流过金属棒的电流为:I=

U
R2
=
1
2
A=0.5A

金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势为:E=I(R2+

R1R3
R1+R3
+r)=0.5×(2+
8×8
8+8
+2)V=4V

由E=BLv得:v=

E
BL
=
4
0.4×1
m/s=10m/s

答:(1)电容器两极板间电压是1V.

(2)金属棒ab匀速运动的速度大小是10m/s.

单项选择题 A1/A2型题
单项选择题