如圖*所示,一個半徑為r1、阻值為R、匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連結成閉合迴路,a、b端點通...
問題詳情:
如圖*所示,一個半徑為r阻值為R、匝數為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連結成閉合迴路,a、b端點通過導線與水平放置、間距為d的平行金屬板相連.線上圈中半徑為r2的圓形區域存在垂直於線圈平面向裡的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關係圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0. 導線的電阻不計:
(1)求通過R1上的電流方向;
(2)求通過電阻R1上的電流大小;
(3)將一質量為m的帶電微粒水平*入金屬板間,若它恰能勻速通過,試判斷該微粒帶何種電荷?帶電量為多少?(重力加速度為g).
【回答】
解:
(1)由楞次定律可判斷通過電阻Rx上的電流方向為從b到a (2分)
(2)由圖(b)可知,0至t1時間內,磁感應強度的變化率: ① (1分)
由法拉第電磁感應定律有 ② (1分)
而 ③ (1分)
由閉合電路歐姆定律有 ④ (1分)
聯立以上各式解得,通過電阻上的電流大小為 ⑤ (2分)
(3)由於金屬板間的電場強度方向向上,帶電微粒所受電場力與場強方向相同,故其帶正電. (2分)
設帶電微粒帶電量為q,有:mg=qE ⑥ (2分)
金屬板兩板間電壓 U=IR1 ⑦ (1分)
電場強度大小 ⑧ (1分)
⑤~⑧式聯立,得: ⑨ (2分)
知識點:電磁感應單元測試
題型:計算題
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