问题
选择题
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个多匝线圈相连,线圈的匝数为n,电阻为r,线圈中有竖直方向均匀变化的磁场,电阻R与金属板连接如图所示,两板间有一个质量为m,电荷量为-q的油滴恰好处于静止状态,则关于线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈中磁通量的变化率k,下列说法正确的是( )
A.磁感应强度B竖直向上且正在减弱,k=dmg nq
B.磁感应强度B竖直向下且正在减弱,k=dmg nq
C.磁感应强度B竖直向上且正在增强,k=dmg(R+r) nRq
D.磁感应强度B竖直向下且正在增强,k=dmg(R+r) nRq
答案
由题,电荷量+q的油滴恰好静止金属板间,受到的电场力与重力平衡,由平衡条件得知,油滴受到的电场力竖直向上,则金属板上板带负电,下板带正电.
A、C若磁感应强度B竖直向上,B正在增强时,根据楞次定律得知,线圈中产生的感应电动势是下负上正,金属板下板带负电,上板带正电,油滴不能平衡,则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时,油滴能保持平衡.根据法拉第电磁感应定律得:
E=n
①△∅ △t
金属板间的电压为 U=
E,②R R+r
要使油滴平衡,则有
q
=mg ③U d
联立①②③得:
=△∅ △t
.故A错误,C也错误.dmg(R+r) nRq
B、D同理可知,磁感应强度B竖直向下且正增强时,
=△∅ △t
,油滴能保持静止.故B错误,D正确.dmg(R+r) nRq
故选D