题目内容
20.(15分)如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:
(1)电阻R消耗的电功率;
(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。
(1)电阻R消耗的电功率;
(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。
(1) 由左手定则得,磁场方向垂直于纸面向外
(2)
(3)该离子射出磁场的位置在Q点的左侧
(2)
(3)该离子射出磁场的位置在Q点的左侧
(1)CD棒切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv ①(2分)
CD棒与电阻R回路的电流 ②(2分)
电阻R的电功率 P=I2R ③(2分)
由①②③解得 ④(1分)
(2)电容器两端的电压 U="IR " ⑤(2分)
电容器两极板的电量 Q="CU " ⑥(2分)
由①②⑤⑥解得 ⑦(2分)
根据右手定则,上极板带正电 (2分)
CD棒与电阻R回路的电流 ②(2分)
电阻R的电功率 P=I2R ③(2分)
由①②③解得 ④(1分)
(2)电容器两端的电压 U="IR " ⑤(2分)
电容器两极板的电量 Q="CU " ⑥(2分)
由①②⑤⑥解得 ⑦(2分)
根据右手定则,上极板带正电 (2分)
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