题目内容

如图所示,水平面中的平行导轨P、Q相距L,它们的右端与电容为C的电容器的两极板分别相连,直导线ab放在P、Q上与导轨垂直相交并且沿导轨滑动,磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.闭合开关S,若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷,则ab向
沿导轨滑动(填“左”、“右”);如电容器的带电荷量为q,则ab滑动的速度v=
q
BLC
q
BLC
分析:棒在磁场中切割产生感应电动势,从而使电容器处于充电状态,电容器极板上带负电荷,结合右手定则,即可确定棒运动的方向.根据电容器的电量,结合Q=CU,即可求出切割磁场的感应电动势.由于棒垂直电磁场,则再由E=BLv,即可求得速度v.
解答:解:由题意可知,电容器极板上带负电荷,因此因棒的切割,从而产生由a到b的感应电流,
根据右手定则可知,只有当棒向左滑动时,才会产生由a到b的感应电流;
根据电容器的电容公式Q=CU,可得:U=
q
C

而棒切割磁感线产生感应电动势大小为:E=BLv,
此时U=E,
所以ab滑动的速度为:v=
E
BL
=
q
BLC

故答案为:左,
q
BLC
点评:考查棒在磁场中切割产生感应电动势的大小表达式,掌握电容器的电容公式Q=CU的应用,理解右手定则,注意与左手定则的区别,注意此处的感应电动势大小等于电容器两端的电压.
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