题目内容

 两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个匝数为线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直向上均匀变化的磁场,电阻R与金属板连接,如图所示。两板间有一个质量为m,电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态,当地的重力加速度为g。

(1)则线圈中的磁感应强度B的变化情况和其磁通量的变化率为多少?

(2)在此状态下,电阻R突然断路,那么油滴运动的方向及其运动到金属板上的时间为多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 解:

(1)由于带正电的油滴恰好处于静止状态,所以上极板带负电,线圈的上端是电源的负极。由于线圈中有竖直向上均匀变化的磁场,根据楞次定律,磁场应是均匀增加的。

根据带电油滴的平衡,有:得:其中为两板间的电势差。

由闭合电路的欧姆定律和串联电路的知识可知:

则

(2) 当电阻R断路时,电源开路,电源的电动势即为电容器两板间的电势差,为:

    

   则油滴的加速度为,方向向上。

有运动学公式得:

 

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