Question

【題目】一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一運強磁場，磁場方程垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行的金屬板，兩極間的距離為d，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t均勻增大且關(guān)系式為：B=kt+B0．開始，在平行板內(nèi)有一質(zhì)量為m的帶電液滴靜止于兩板中間，該液滴可視為質(zhì)點，重力加速度為g．求：

（1）平行板兩端的電壓；

（2）液滴的帶電量及電性．

Answer 1

【答案】（1）平行板兩端的電壓為kπr2；

（2）液滴的帶電量q=，電性為負(fù)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律計算圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即兩極板間的電壓；

（2）對液滴受力分析，根據(jù)平衡條件計算液滴的帶電量．

解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：U===kπr2；

（2）液滴處于靜止，則電場力和重力等大反向，

mg=q

得：q=

由楞次定律知圓環(huán)上的感應(yīng)電流為逆時針，則平行板上極板帶正電，場強方向向下，而液滴所受電場力方向向上，故液滴電性為負(fù)；

答：（1）平行板兩端的電壓為kπr2；

（2）液滴的帶電量q=，電性為負(fù)．