题目内容
【题目】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2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0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的中间位置且导体棒MN的速度为v0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,各接触处接触良好,重力加速度为g , 则下列判断正确的是( )
A.油滴带正电荷
B.若将导体棒的速度变为2v0 , 电容器的带电量增加油滴将向上加速运动,加速度a=g
C.若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,同时将电容器上极板向上移动距离 ,油滴将静止
D.若保持导体棒的速度为v0不变,将上极板竖直向上移动距离d , 带电油滴的电势能增加,且P点的电势降低
【答案】B,C,D
【解析】解答:A、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; B、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: ①
开始液滴静止有: ②
当若将导体棒的速度变为2v0时,有: ③
④
联立①②③④得:a=g.故B正确;
C、若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,
若将上极板竖直向上移动距离 时,此时液滴所受电场力为: ⑤,因此液滴仍然静止,故C正确;
D、若保持导体棒的速度为v0不变,将上极板竖直向上移动距离d , 电容器两端之间的电压仍然为 ,距离增大,电场强度减小,P与下极板之间的电势差减小,P点的电势降低,负电荷的电势能增大,故D正确.
故选:BCD.
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.
【考点精析】本题主要考查了楞次定律的相关知识点,需要掌握楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便才能正确解答此题.