Question

【題目】板長為l、板間距為d的平行板電容器C的兩板水平放置，電容器C的兩極與阻值為r的定值電阻相連；相距為d0的兩平行光滑金屬導軌PQ、MN固定在水平面上，定值電阻的兩端分別與P、M相連，導軌處于磁感應強度為B、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中；一長度為d0、電阻也為r的金屬棒ab垂直導軌放置，如圖所示。金屬棒ab在大小為F的水平向右的恒力的作用下由靜止開始運動，不計其他電阻，重力加速度大小為g。

(1)求金屬棒ab勻速運動時的速度v；

(2)當金屬棒ab向右勻速運動時，一質量為m0、電荷量為q（q＞0）的微粒以初速度v0沿平行板電容器的左端的中線水平向右射入，微粒恰好從極板的下邊緣飛出，求微粒的初速度v0；

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

(1)金屬棒ab勻速運動時，金屬棒ab產生的感應電動勢為，由閉合電路歐姆定律得

解得

(2)板間電壓U=Ir，板間電場強度的大小，設微粒的加速度大小為a，有

在水平方向上有

在豎直方向上有

解得