Question

【题目】如图所示，板长为s、板间距为d的平行板电容器C的两板水平放置，电容器C的两极与阻值为R的定值电阻相连；相距为L的两平行光滑金属导轨PQ、MN固定在水平面上，定值电阻的两端分别与P、M相连，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；一长度为L、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。金属棒ab在大小为F的水平向右的恒力的作用下由静止开始运动，不计其他电阻，重力加速度大小为g。

（1）求金属棒ab匀速运动时的速度v；

（2）当金属棒ab向右匀速运动时，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的微粒以初速度v0沿平行板电容器左端的中线水平向右射入，微粒恰好从极板的上边缘飞出，求微粒的初速度v0。

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

(1)设金属棒ab匀速运动时速度为v，则

E=BLv

F=BIL

解得

(2)设微粒的加速度大小为a，有

板间电场强度的大小

板间电压

U=IR

在水平方向上有

s=v0t

在竖直方向上有

联立解得