两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场电阻R与金属板连接,其余电阻均不计.如图2所示,两板间有一个质量为m、电荷量为q的带正电
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/02 01:49:26
![两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场电阻R与金属板连接,其余电阻均不计.如图2所示,两板间有一个质量为m、电荷量为q的带正电](/uploads/image/z/8252445-21-5.jpg?t=%E4%B8%A4%E5%9D%97%E6%B0%B4%E5%B9%B3%E6%94%BE%E7%BD%AE%E7%9A%84%E9%87%91%E5%B1%9E%E6%9D%BF%E9%97%B4%E7%9A%84%E8%B7%9D%E7%A6%BB%E4%B8%BAd%2C%E7%94%A8%E5%AF%BC%E7%BA%BF%E4%B8%8E%E4%B8%80%E4%B8%AAn%E5%8C%9D%E7%BA%BF%E5%9C%88%E7%9B%B8%E8%BF%9E%2C%E7%BA%BF%E5%9C%88%E7%94%B5%E9%98%BB%E4%B8%BAr%2C%E7%BA%BF%E5%9C%88%E4%B8%AD%E6%9C%89%E7%AB%96%E7%9B%B4%E6%96%B9%E5%90%91%E7%9A%84%E7%A3%81%E5%9C%BA%E7%94%B5%E9%98%BBR%E4%B8%8E%E9%87%91%E5%B1%9E%E6%9D%BF%E8%BF%9E%E6%8E%A5%2C%E5%85%B6%E4%BD%99%E7%94%B5%E9%98%BB%E5%9D%87%E4%B8%8D%E8%AE%A1.%E5%A6%82%E5%9B%BE2%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E4%B8%A4%E6%9D%BF%E9%97%B4%E6%9C%89%E4%B8%80%E4%B8%AA%E8%B4%A8%E9%87%8F%E4%B8%BAm%E3%80%81%E7%94%B5%E8%8D%B7%E9%87%8F%E4%B8%BAq%E7%9A%84%E5%B8%A6%E6%AD%A3%E7%94%B5)
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场电阻R与金属板连接,其余电阻均不计.如图2所示,两板间有一个质量为m、电荷量为q的带正电
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场电阻R与金属板连接,其余电阻均不计.如图2所示,两板间有一个质量为m、电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态,则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是
A.磁感应强度B竖直向上且正在增强,ΔΦΔt=mgdnq
B.磁感应强度B竖直向下且正在增强,ΔΦΔt=mgdnq
C.磁感应强度B竖直向上且正在减弱,ΔΦΔt=mgd(R+r)nqR
D.磁感应强度B竖直向下且正在减弱,ΔΦΔt=mgd(R+r)nqR
两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场电阻R与金属板连接,其余电阻均不计.如图2所示,两板间有一个质量为m、电荷量为q的带正电
首先,由于带正电的粒子静止,说明金属板两端的电压保持不变.由电容公式C=ΔQ/ΔU可知,ΔQ=C*ΔU,而ΔU=0,于是ΔQ=0,从而电流I=ΔQ/Δt=0,也就是说电容器没有充电电流也没有放电电流通过.于是流经线圈的电流全部流过电阻R,而不流经电容器.
其次,我们来计算电容器两端的电压(即线圈两端的电压,即电阻R两端的电压).由于带电粒子静止,因此qE=mg,而电场强度E=U/d,故可以计算出电压U=mgd/q.
然后,我们来计算感应电动势.由于电容器两端的电压即为电阻R两端的电压,电容器无电流流过,因此流过R的电流(即感应电流)I=U/R=mgd/(qR).根据闭合电路的欧姆定律,感应电动势e=I(R+r)=mgd(R+r)/(qR).
最后,由法拉第电磁感应定律e=n*ΔΦ/Δt,可知:ΔΦ/Δt=e/n=mgd(R+r)/(nqR).
下面讨论磁感应强度B的方向与变化趋势.由于带电粒子带正电而静止,因此电容器上板带负电,下板带正电,因此电阻R下方的电势比上方的电势高.根据安培定则,可以判断出线圈感应电流产生的磁场方向上.根据楞次定律,线圈感应电流产生的磁场要阻碍外加磁场的变化,因此外加磁场的方向与变化趋势存在两种情况:1是磁场方向向上,但在不断减少;2是磁场方向向下,但在不断增加.
综上所述,正确答案是C
油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下(电源内部),由楞次定律可以判断,线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强.
又∵E=nΔφ/Δ t ①
U*R(R为下标)=[R/(R+r)]*E ②
[q*UR(R为下标)]/d=mg ...
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油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下(电源内部),由楞次定律可以判断,线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强.
又∵E=nΔφ/Δ t ①
U*R(R为下标)=[R/(R+r)]*E ②
[q*UR(R为下标)]/d=mg ③
由①②③得:Δφ/Δ t=[mgd(R+r)}/nRq
答案:C
收起
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