如图所示,半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动.将电阻R,开关S连接在环和棒的O端,将电容

◎ 题目

如图所示,半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动.将电阻R,开关S连接在环和棒的O端,将电容器极板水平放置,并联在R和开关S两端。已知两板间距为d。
(1)开关S断开,极板间有一带正电q,质量为m的微粒恰好静止,试判断OM的转动方向和角速度的大小.
(2)当S闭合时,该带电粒子以 g的加速度向下运动,则R是r的几倍?

◎ 答案

(1)OM应绕O点逆时针方向转动 (2)3

◎ 解析

本题考查带电粒子在电场中的运动,导体棒切割磁感线产生的感应电动势为BRwR/2,电容器两端的电压为外电阻R两端电压,由此可求解本题
(1)由于粒子带正电,故电容器上极板为负极,根据右手定则,OM应绕O点逆时针方向转动.            2分
粒子受力平衡:mg=q ,E= Ba2ω.       2分
当S断开时,U=E,解得ω=.        2分
(2)当S闭合时,根据牛顿第二定律mg-q=m·g, 2分
U′=·R,解得=3.         2分

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动.将电阻R,开关S连接在环和棒的O端,将电容…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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