Question

1．如圖所示，線圈內有理想邊界的磁場，當磁場以B=（2-2t）T的規律變化時，有一帶質量為10^-5kg的帶電的粒子靜置于平行板（兩板水平放置）電容器中間，設線圈的面積為0.1m²．則：
（1）求線圈產生的感應電動勢的大小和方向（順時針或逆時針）；
（2）求帶電粒子的電量．（重力加速度為g=10m/s²，電容器兩板間的距離為0.02m）

Answer 1

分析 （1）根據法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向；
（2）根據受力平衡求帶電粒子的電量

解答 解：（1）根據題意B=（2-2t）T，磁感應強度的變化率$|\frac{△B}{△t}|=2T/s$
根據法拉第電磁感應定律，$E=\frac{△Φ}{△t}=\frac{△B•S}{△t}$=2×0.1V=0.2V
根據楞次定律，線圈內產生的感應電動勢方向為順時針方向
（2）線圈相當于電源，電容器下極板接高電勢，下極板帶正電
粒子靜止，則電場力等于重力
$\frac{U}p9vv5xb5q=mg$
代入數據：$\frac{0.2}{0.02}q=1{0}_{\;}^{-5}×10$
解得$q=1{0}_{\;}^{-5}C$
答：（1）線圈產生的感應電動勢的大小0.2V，方向順時針；
（2）帶電粒子的電量為$1{0}_{\;}^{-5}C$

點評 本題是電磁感應與力學知識的綜合，主要考查法拉第電磁感應定律、楞次定律和共點力平衡等知識點，關鍵是靈活運動物理規律解題．