Question

【題目】如圖所示，半徑為a的圓環電阻不計，放置在垂直于紙面向里，磁感應強度為B的勻強磁場中，環內有一導體棒電阻為r，可以繞環勻速轉動．將電阻R，開關S連接在環和棒的O端，將電容器極板水平放置，并聯在R和開關S兩端．已知兩板間距為d．

(1)開關S斷開，極板間有一帶正電q，質量為m的微粒恰好靜止，試判斷OM的轉動方向和角速度的大小．

(2)當S閉合時，該帶電粒子以g的加速度向下運動，則R是r的幾倍？

Answer 1

【答案】（1）OM應繞O點逆時針方向轉動　　；（2）3；

【解析】

(1)由于粒子帶正電，故電容器上極板為負極，根據右手定則，OM應繞O點逆時針方向轉動。粒子受力平衡：

mg＝q，

電動勢為：

E＝Ba2ω，

當S斷開時，U＝E，解得：

ω＝；

(2)當S閉合時，根據牛頓第二定律：mg－q＝m·g，

電壓為：

U′＝·R，

解得：

＝3；