空间某区域内存在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场,在磁场区域内有两相距为L的平行金属导轨PQ、MN固定在竖直平面内,如图所示,导轨PM间连接有一阻值为R的电阻,QN间连接

◎ 题目

空间某区域内存在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场,在磁场区域内有两相距为L的平行金属导轨PQMN固定在竖直平面内,如图所示,导轨PM间连接有一阻值为R的电阻,QN间连接着两块水平放置的金属板ab,两板相距d,一根电阻为r的导体棒cd与导轨接触良好,不计导轨与导线电阻。当导体棒cd向右匀速运动时,在平行金属板ab间有带负电的液滴恰好能在竖直平面内做圆周运动,已知液滴质量为m,带电量为q,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的方向,带电液滴的运动方向;
(2)导体棒cd匀速运动的速率为多大?

◎ 答案

(1)带电液滴在竖直平面内做匀速圆周运动说明重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力,因液滴带负电,电场力向上,所以a板带正电,b板带负电,即a板电势高,又cd棒向右运动由右手定则知磁场方向垂直纸面向里,又由左手定则可判断,带负电液滴顺时针方向转动。
(2)

◎ 解析

(1)带电液滴在竖直平面内做匀速圆周运动说明重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力,因液滴带负电,电场力向上,所以a板带正电,b板带负电,即a板电势高,又cd棒向右运动由右手定则知磁场方向垂直纸面向里,又由左手定则可判断,带负电液滴顺时针方向转动。
(2)因  ①
  ②
  ③
    ④
由①②③④得

◎ 知识点

    专家分析,试题“空间某区域内存在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场,在磁场区域内有两相距为L的平行金属导轨PQ、MN固定在竖直平面内,如图所示,导轨PM间连接有一阻值为R的电阻,QN间连接…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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