分析 (1)若使小球做勻速運動,小球在金屬板間受力必須平衡,假設小球帶正電,洛倫茲力向上,而電場力應豎直向下,可判斷出電容器極板的電性,由右手定則判斷出金屬棒ab的運動方向.根據歐姆定律得到板間電壓與感應電動勢的關系,對于小球,根據平衡條件列式,求解即可.
(2)為使ab上產生穩(wěn)定電場,則MN上產生恒定的電動勢,對MN受力分析,安培力應與外力相等,解出外力大�。�
解答 解:(1)若使小球做勻速運動,小球在金屬板間受力必須平衡,即:F洛=F電
假設粒子帶正電,洛倫茲力向上,大小為:F洛=Bqv0,而電場力應豎直向下,大小為:F電=Eq,電場方向向下,反之,粒子帶負電電場方向也向下,即a板帶正電,有右手定則可知MN向右運動,
因:F洛=F電,
得:Eq=Bv0q,
根據閉合電路歐姆定律得:U=ER+0.5R×R=23BLv,
根據電場強度和電勢差的關系得:E=UL,
聯立解得:v=32v0
(2)因粒子所受洛倫茲力大小恒定,則ab間產生穩(wěn)定電場,則MN上產生恒定的電動勢,對MN受力分析,安培力應與外力相等,即:
F=F安=BIL=B2L2VR+0.5R=B2L2v0R,
答:(1)MN棒向右運動,其速度大小為32v0
(2)作用在MN棒的力為B2L2v0R.
點評 本題是電磁感應和電路的綜合,考察了洛倫茲力和電場力及電勢差和電場強度關系,應根據牛頓第二定律求解.
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A. | 12(v1+v2) | B. | √22(v1+v2) | C. | √33(v1+v2) | D. | √66(v1+v2) |
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A. | 牛頓、米、秒是國際單位制中力學的三個基本單位 | |
B. | 位移、速度、加速度這三個物理量都是矢量 | |
C. | 物體的速度在某一時刻等于零,該時刻物體一定處于平衡狀態(tài) | |
D. | 完全失重就是物體不受重力了,物體超重就是重力增加了 |
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