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精英家教网如图所示在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨,宽为L,与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计,在虚线空间内同时分布着垂直导轨平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场.导轨的下端接一定值电阻R,上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接,两板间距为d,其间固定着一光滑绝缘直杆,它与水平面也成θ角,杆上套一带电小球.当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时,小球恰好静止在绝缘直杆上.则由此可以判断小球的电性并能求出其荷质比为(  )
A、正电荷,
2dgtan θ
BLvcos θ
B、正电荷,
2dgtan θ
BLv
C、负电荷,
2dgtan θ
BLvcos θ
D、负电荷,
2dgtan θ
BLv
分析:由E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求出R两端电压,即两金属板间的电压;
小球静止,处于平衡状态,由平衡条件可以求出小球的荷质比.
解答:解:杆切割磁感线产生的感应电动势:ξ=BLv,
两金属板间的电压:U=IR=
ξ
R+R
R=
1
2
BLv,
杆匀速下滑,由右手定则可知,杆的a端电势高,
两金属板间的电场水平向右,小球受到竖直向下的重力,
垂直于杆斜向左上方的支持力,小球要静止,
受到的电场力应水平向右,小球受到的电场力方向与场强方向相同,小球带正电;
两金属板间的电场强度E=
U
d
=
BLv
2d

小球静止,处于平衡状态,由平衡条件得:qE=mgtanθ,
解得,小球的荷质比:
q
m
=
2gdtanθ
BLv
,故B正确;
故选:B.
点评:本题是一道电磁感应、电学与力学相结合的题目,由E=BLv求出感应电动势、应用欧姆定律、平衡条件即可正确解题.
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