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竖直面内有两平行金属导轨AB、CD.导轨间距为l,电阻不计.一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动.棒与导轨垂直,并接触良好.导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B.导轨右边与电路连接.电路中的两个定值电阻阻值分别为2R和R.在BD间接有一水平放置的平行板电容器C,板间距离为d.当ab以速度v0匀速向左运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止.则带电粒子的性质及带电量正确的是(  )
A.微粒带正电q=
mgd
Blv0
B.微粒带正电q=
3mgd
Blv0
C.微粒带负电q=
mgd
Blv0
D.微粒带负电q=
3mgd
Blv0

ab棒匀速向左运动时,棒中产生的感应电流方向为b→a,
则电容器上板带正电,下板带负电,场强方向向下.
微粒静止处于平衡状态,则微粒受到的电场力方向向上,
电场场强方向向下,电场力向上,正确微粒带负电;
对微粒,由平衡条件得 mg=q
UC
d

电容器两极板电压:UC=IR,
电路电流:I=
E
3R
,E=Blv0
由以上各式求出q=
3mgd
Blv0

故选:D.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,单匝线圈ABCD在外力作用下以速度V向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度2V匀速进入同一匀强磁场.则下说法说正确的是(  )
A.第二次与第一次通过AB边横截面的电荷量之比为2:1
B.第二次与第一次线圈中产生的热量之比为4:1
C.第二次与第一次线圈中最大电流之比为2:1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨间距为L=0.40m,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间接有阻值为R=0.30Ω的电阻,一电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab在不同时刻的位置(如下表),导轨电阻不计,重力加速度g=10m/s2.求:
时刻t/s00.100.200.300.400.500.600.70
位置x/m00.100.300.701.201.702.202.70
(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab电动势的平均值
.
E

(2)金属棒的质量m;
(3)在前0.7s的时间内,回路产生的焦耳热Q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,两光滑导轨相距为L,倾斜放置,与水平地面夹角为θ,上端接一电容为C的电容器.导轨上有一质量为m长为L的导体棒平行地面放置,导体棒离地面的高度为h,磁感强度为B的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直,开始时电容器不带电.将导体棒由静止释放,整个电路电阻不计,则(  )
A.导体棒先做加速运动,后作匀速运动
B.导体棒一直做匀加速直线运动,加速度为a=
mgsinα
m+CB2L2
C.导体棒落地时瞬时速度v=
2mgh
m+CB2L2
D.导体棒下落中减少的重力势能转化为动能,机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成θ=30°角放置,一个磁感应强度B=1.00T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,长L=0.40m、电阻r=0.10Ω的金属棒ab与MP等宽紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,g=10m/s2
时间t(s)00.100.200.300.400.500.600.70
下滑距离x(m)00.020.080.170.270.370.470.57
求:(1)在0.4s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量
(2)金属棒的质量
(3)在0.7s时间内,整个回路产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中,磁场和导轨平面垂直,金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动,开始时电键S断开,当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的速度v与时间t的关系不可能是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场,金属杆ab与导轨垂直且接触良好,导轨右端通过电阻与平行金属板AB连接.已知导轨相距为L;磁场磁感应强度为B;R1、R2和ab杆的电阻值均为r,其余电阻不计;板间距为d、板长为4d;重力加速度为g,不计空气阻力.
如果ab杆以某一速度向左匀速运动时,沿两板中心线水平射入质量为m、带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出;如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,该微粒将射到B板距左端为d的C处.
(1)求ab杆匀速运动的速度大小v;
(2)求微粒水平射入两板时的速度大小v0
(3)如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出,试讨论ab杆向左匀速运动的速度范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体ab的电阻不计,当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时.则:
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何?
(2)要维持导体棒ab向右匀速运行,作用在导体棒ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,竖直平面内有一相距l的两根足够长的金属导轨位于磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的均匀金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,且导体棒ab与金属导轨接触良好,ab电阻为R,其它电阻不计.导体棒ab由静止开始下落,过一段时间后闭合电键S,发现导体棒ab仍作变速运动,则在闭合电键S以后,下列说法是正确的是(  )
A.导体棒ab变速运动过程中加速度一定减小
B.导体棒ab变速运动过程中加速度一定增大
C.导体棒ab最后作匀速运动时,速度大小为v=
mgR
B2l2
D.若将导轨间的距离减为原来的
1
2
则导体棒ab最后作匀速运动时,速度大小为v=
4mgR
B2l2

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