Question

如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根相距為L電阻不計的光滑平行金屬桿軌道，軌道與水平放置的平行金屬板相連，極板距離為d，軌道間有垂直軌道平面向里磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，一電阻為R與軌道接觸良好的金屬桿在軌道上勻速滑動時，極板間一電量為q質(zhì)量為m的帶正電粒子恰好靜止，則桿的運動方向為

 

，速度大小為

 

．

Answer 1

分析：帶正電粒子恰好靜止在平行金屬板間，說明所受的電場力與重力平衡，可確定出電場的方向，從而判斷出兩個極板電勢高低．根據(jù)右手定則判斷桿的運動方向．根據(jù)粒子受力平衡，由平衡條件和感應(yīng)電動勢公式E=BLv求出速度大小．

解答：解：據(jù)題，帶正電粒子恰好靜止在平行金屬板間，說明所受的電場力與重力平衡，電場力方向豎直向上．粒子帶正電，說明場強方向也豎直向上，電容器下板帶正電，電勢較高，則知金屬桿下端相當(dāng)于電源的正極，根據(jù)右手定則判斷可知，桿的運動方向向左．
對于帶電粒子，由平衡條件得：
mg=qE
又E=

U

d

=

BLv

d

聯(lián)立解得：v=

mgd

qBL

．
故答案為：向左，

mgd

qBL

．

點評：本題是電磁感應(yīng)與帶電體在電場中平衡問題的綜合，它們之間聯(lián)系的橋梁是感應(yīng)電動勢．掌握平衡條件、右手定則、法拉第定律等等是關(guān)鍵．