题目内容

如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置、导体棒MN的速度为时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态.若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,重力加速度为g,则下列判断正确的是(    )

A.油滴带正电荷
B.若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向上加速运动,加速度
C.若将导体棒的速度变为,油滴将向上加速运动,加速度a=2g
D.若保持导体棒的速度为不变,而将滑动触头置于a位置,同时将电容器上极板向上移动距离d/3,油滴仍将静止

D

解析试题分析:根据右手定责可知,M端为正极,液滴静止,因此带负电,故A错误;设导体棒长度为L,导体棒切割磁感线形成的感应电动势为:E=BLv;电容器两端电压为:
开始液滴静止有:
若将上极板竖直向上移动距离d时,有:
联立①②③得:,方向竖直向下,故B错误;当若将导体棒的速度变为2v时,有:
将①中换为2联立①②④解得:,方向竖直向上,故C错误;
若保持导体棒的速度为不变,而将滑动触头置于a位置时,电容器两端之间的电压为:
此时液滴所受电场力为:F=,因此液滴仍然静止,故D正确.故选D
考点:考查电磁感应与力学的结合
点评:本题难度较大,本题实质上借助电磁感应考查了有关电容器的运算,注意正确分析电容器两端电压以及极板的正负极,导体棒MN相当于电源,M端为正极,外电路由滑动变阻器构成,电容器两端电压和滑动变阻器两端电压相等,弄清楚这些然后对带电液滴进行受力分析即可正确解答本题

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