题目内容
如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距l＝1 m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板M、N间距离d＝10 mm，定值电阻R1＝R3＝8 Ω，R2＝2 Ω，导轨电阻不计．磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板之间质量m＝1×10－4 kg，带电荷量q＝－11×10－15 C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，粒子立即以加速度a＝7 m/s2向下做匀加速运动，取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定．求：
(1)当S断开时，电容器上M、N哪个极板电势高；当S断开时，ab两端的路端电压是多大？
(2)金属棒的电阻多大？
(3)金属棒ab运动的速度多大？
(4)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大？
答案：
解析：
解析：
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解答：(1)S断开时，带电微粒在电容器两极板间静止，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡． (2)由于S断开，R1上无电流，R2、R3上电压等于U1，即通过R2、R3的电流强度为 将相应数据和已知量代入②④求得E＝1.2 V，r＝2 Ω; (3)又∵E＝BLv ∴v＝3 m/s(2分)即金属棒做匀速运动的速度为3 m/s; (4)S闭合后，通过ab的电流I2＝0.15 A．外力的功率等于电源总功率，即P＝I2E＝0.15×1.2＝0.18 W． |
得电压：
由于微粒带负电，可电容器M极板电势高．Uab＝U1＝1 V;
ab切割磁感线运动产生的感应电动势为：E＝U1＋I1……②当闭合S后，带电粒子向下做匀加速运动
…③(1分)得S电压
这时电路中的感应电流为：
根据：
……④
练习册系列答案
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如图所示，光滑的平行金属导轨与水平面夹角为45°，两导轨相距0.2m，导轨上有质量m为0.4kg的金属棒MN．当MN棒中通以2A的电流时，金属棒处于静止状态，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中（g取10m/s2），求：
如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源．电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．
如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为L=1m，左侧接一阻值为R=0.3Ω的电阻，区域efgh内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T，磁场的宽度为d=1m；一质量为m=1kg，电阻为r=0.2Ω的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F=0.5v+0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界ef由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．
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（2013?普陀区一模）如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面．金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10-14kg、带电荷量q=-1×10-15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，两极板间的电压为