如图*所示,一个半径为r1、阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路,a、b端点通...
问题详情:
如图*所示,一个半径为r阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路,a、b端点通过导线与水平放置、间距为d的平行金属板相连.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0. 导线的电阻不计:
(1)求通过R1上的电流方向;
(2)求通过电阻R1上的电流大小;
(3)将一质量为m的带电微粒水平*入金属板间,若它恰能匀速通过,试判断该微粒带何种电荷?带电量为多少?(重力加速度为g).
【回答】
解:
(1)由楞次定律可判断通过电阻Rx上的电流方向为从b到a (2分)
(2)由图(b)可知,0至t1时间内,磁感应强度的变化率: ① (1分)
由法拉第电磁感应定律有 ② (1分)
而 ③ (1分)
由闭合电路欧姆定律有 ④ (1分)
联立以上各式解得,通过电阻上的电流大小为 ⑤ (2分)
(3)由于金属板间的电场强度方向向上,带电微粒所受电场力与场强方向相同,故其带正电. (2分)
设带电微粒带电量为q,有:mg=qE ⑥ (2分)
金属板两板间电压 U=IR1 ⑦ (1分)
电场强度大小 ⑧ (1分)
⑤~⑧式联立,得: ⑨ (2分)
知识点:电磁感应单元测试
题型:计算题