Question

15．如圖所示，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場垂直于光滑金屬導(dǎo)軌平面向外，導(dǎo)軌左右兩端電路所在區(qū)域均無磁場分布，垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒接入電路的長度為L、電阻為R₀，在外力作用下始終以速度v₀從左向右做勻速直線運動．小燈泡電阻為2R₀，滑動變阻器總阻值為4R₀．圖示狀態(tài)滑動觸頭位于a、b的正中間位置，此時位于平行版電容器中的P處的帶點油滴恰好處于靜止狀態(tài)，電路中其余部分電阻均不計，各接觸處都接觸良好，且導(dǎo)軌足夠長，下列說法正確的是（　　）

• A． 若將上極板豎直向上移動稍許，同時將下極板接地，其余條件均不變，則油滴的電勢能將增加，且P點電勢將降低
• B． 油滴帶負電
• C． 圖示狀態(tài)下，△t時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量為$\frac{BL{v}_{0}△t}{4{R}_{0}}$
• D． 若將滑動變阻器的滑片向b端移動，小燈泡將變暗

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒向右做勻速直線運動，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源．根據(jù)右手定則判斷出平行極板電勢的高低關(guān)系，分析油滴的電性．根據(jù)板間距離的變化，分析場強的變化，判斷油滴的運動情況，從而分析出油滴電勢能的變化．根據(jù)E=BLv、歐姆定律和電流的定義式分析，△t時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量．若將滑動變阻器的滑片向b端移動，回路的總電阻變小，分析路端電壓的變化，從而判斷小燈泡亮度的變化．

解答 解：A、導(dǎo)體棒向右做勻速直線運動，在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源．若將上極板豎直向上移動稍許，電容器板間電壓不變，電場強度變小，油滴所受的電場力變小，則油滴所受的電場力小于重力，油滴將向下運動，電場力做負功，其電勢能增加．根據(jù)右手定則可知，平行板電容器上板電勢低于下板電勢，板間電場方向豎直向上，若將下極板接地，上極板向上移動引起電場強度變小，P與下極板間的電勢差變小，而P點的電勢低于下極板的電勢，即小于零，所以P點的電勢升高，故A錯誤．
B、平行板電容器上板電勢低于下板電勢，板間電場方向豎直向上，而帶電油滴所受的電場力也豎直向上，所以油滴帶正電，故B錯誤．
C、導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BLv₀，回路的總電阻為 R=R₀+$\frac{1}{2}×$2R₀=2R₀，通過導(dǎo)體棒的總電流為 I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BL{v}_{0}}{2{R}_{0}}$，流過小燈泡的電流為 I_L=$\frac{1}{2}$I=$\frac{BL{v}_{0}}{4{R}_{0}}$，圖示狀態(tài)下，△t時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量為 q=I_L△t=$\frac{BL{v}_{0}△t}{4{R}_{0}}$．故C正確．
D、若將滑動變阻器的滑片向b端移動，變阻器接入電路的電阻將變小，回路的總電阻變小，通過導(dǎo)體棒的電流變大，導(dǎo)體棒兩端的電壓即路端電壓變小，小燈泡將變暗．故D正確．
故選：CD

點評 本題是電磁感應(yīng)與電路、電容知識的綜合，關(guān)鍵要明確電路的結(jié)構(gòu)，知道導(dǎo)體棒是電源，其余部分是外電路，根據(jù)法拉第定律、歐姆定律等規(guī)律結(jié)合研究．