题目内容

14.如图所示,ab、cd为水平平行金属板,两板左端与光滑平行金属轨道相连接,金属轨道在竖直平面内,匀强磁场垂直于轨道平面,磁感应强度为B.一质量为m、带电荷量为-q的液滴可在两板间以速率v向右做匀速直线运动,则导体棒MN的运动.
A.速率为$\frac{mg}{qB}$,方向向左B.速率为$\frac{mg}{qB}$,方向向右
C.速率为v-$\frac{mg}{qB}$,方向向右D.速率为v+$\frac{mg}{qB}$,方向向右

分析 平行板两端间的电势差等于导体棒切割产生的电动势,带负电的液滴处于静止状态,知液滴受重力和电场力处于平衡,根据受力平衡求出电场强度的大小和方向,从而知道导体棒的速度大小和方向.

解答 解:液滴(带负电)在重力、洛伦兹力(向下)、电场力三个力的作用下平衡,可知电场力向上,则M点为高电势,MN向右运动,根据力的平衡方程有:
mg+qvB=q$\frac{U}{L}$,U=BLvMN
得:vMN=v+$\frac{mg}{qB}$,所以D正确,ABC错误.
故选:D.

点评 解决本题的关键根据液滴受力平衡求出平行板两端间的电势差,从而求出导体棒切割的速度.通过电场的方向得出两端电势的高低,根据右手定则得出导体棒运动的方向.

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