如图所示,M、N为纸面内两平行光滑导轨,间距为L.轻质金属棒ab可在导轨上左右无摩擦滑动,杆与导轨接触良好,导...
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如图所示,M、N为纸面内两平行光滑导轨,间距为L.轻质金属棒ab可在导轨上左右无摩擦滑动,杆与导轨接触良好,导轨右端与定值电阻连接.P、Q为平行板器件,两板间距为d,上下两板分别与定值电阻两端相接.两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为v0的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间.整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中.已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R,其余电阻不计,带电粒子的重力不计,为使粒子沿原入*方向从板间右端*出,则轻杆应沿什么方向运动?速度多大?
【回答】
粒子在电场中运动,电场力F=qU/d
粒子在磁场中运动,磁场力F′=qv0B
因为粒子沿原入*方向从板间右端*出,所以粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡,
得qU/d=qv0B
轻质金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv
R中电流I=E/(R+r)
PQ之间电压U=IR
联立解得v=(R+r)v0
由右手定则得杆应向右运动.
*:向右运动 (R+r)v0
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题