Question

（2013?普陀区一模）如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R₁=R₃=8Ω，R₂=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面．金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10^-14kg、带电荷量q=-1×10^-15C的粒子以加速度a=7m/s²向下做匀加速运动，两极板间的电压为

0.3

V；金属棒ab运动的速度为

4

m/s．

Answer 1

分析：带电粒子重力不可忽略，在重力和电场力作用下产生加速度，可求平行板间电压，根据闭合电路欧姆定律和串并联电路特点可求金属棒速度

解答：解：（1）带电粒子受重力和电场力作用，由牛顿第二定律得，
mg-

Uq

d

=ma
解得，U=0.3V①
（2）金属棒运动产生感应电动势
E=BLv
开关闭合后，R₁和R₃并联总电阻R_并=4Ω
闭合电路总电阻R=R₂+R_并+r=8Ω
由串并联电路特点和部分电路欧姆定律得，U=

BLv

4

②
由①②代入数据得，v=4m/s
答：两极板间的电压为 0.3V；金属棒ab运动的速度为 4m/s

点评：本题考查知识点多，对学生运算能力、理解能力、细心程度等各方面要求较高，此外题目示意图的理解也有一定难度，要好好把握