题目内容
13.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场且大小逐渐减弱,电阻R与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止.则磁感应强度方向为?磁通量的变化率为多少?分析 由题意可知,线圈置于竖直向上的均匀变化的磁场中,根据法拉第电磁感应定律E=$n\frac{△∅}{△t}$会产生稳定的电动势,小球受到向上的电场力,根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化.
解答 解:电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态,电场力竖直向上,则电容器的下极板带正电,所以线圈下端相当于电源的正极,线圈中有竖直方向的磁场且大小逐渐减弱,由楞次定律可知磁感应强度方向为,竖直向下;
线框产生的感应电动势:E=$n\frac{△∅}{△t}$;
油滴所受电场力:F=E场q,
对油滴,根据平衡条件得:q$\frac{E}{d}$=mg;
所以解得,线圈中的磁通量变化率的大小为:$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{dmg}{nq}$;
答:磁感应强度方向为竖直向下,磁通量的变化率为$\frac{dmg}{nq}$.
点评 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律,欧姆定律等等电磁感应与电路、电场的基本规律;还会用楞次定律判端电动势的方向.注意感应电动势与电场强度符号容易混淆.同时要注意电容器的电压不是线圈产生的感应电动势.
练习册系列答案
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D. | 若B板向下移动少许,则小球仍能到达A板 |