题目内容

(2011?昌平区二模)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2R
0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R
0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v
0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( )
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分析: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.
解答:解: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:
U1== ①
开始液滴静止有:
q=mg ②
若将上极板竖直向上移动距离d时,有:
mg-q=ma1 ③
联立①②③得:
a1=,方向竖直向下,故B错误;
当若将导体棒的速度变为2v
0时,有:
q-mg=ma2④
将①中v
0换为2v
0联立①②④解得:
a2=,方向竖直向上,故C错误;
若保持导体棒的速度为v
0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:
U2=BLv0此时液滴所受电场力为:
F=q==mg,因此液滴仍然静止,故D正确.
故选D.
点评: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.
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