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
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
（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）
练习册系列答案
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，正方形金属框边长为
，每边电阻均为R/4，金属框以速度v的匀速直线穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，当金属框cd边到达磁场左边缘时，匀强磁场磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化．
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的时间。