Question

2．如圖所示，平行極板與單匝圓線圈相連，極板距離為d，圓半徑為r，單匝線圈的電阻為R₁，外接電阻為R₂，其它部分的電阻忽略不計．在圓中有垂直紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強度均勻增加，有一個帶電粒子靜止在極板之中，帶電粒子質(zhì)量為m、電量為q．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 粒子帶正電
• B． 磁感應(yīng)強度的變化率為$\frac{△B}{△t}$=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{2}）mgd}{π•{r}^{2}q{R}_{2}}$
• C． 保持開關(guān)閉合，向上移動下極板時，粒子將向下運動
• D． 斷開開關(guān)s，粒子將向下運動

Answer 1

分析 A、由楞次定律判斷出感應(yīng)電動勢的方向，判斷出極板間電場的方向，然后判斷微粒的電性；
B、由平衡條件求出極板間的電場強度，求出極板間的電勢差，然后由法拉第電磁感應(yīng)定律求出磁感應(yīng)強度的變化率；
C、開關(guān)閉合時，則保持電壓不變，根據(jù)移動極板間距，從而確定電場強度的變化，即可判定電場力變化；
D、開關(guān)斷開時，保持電量不變，因此電場力也不變，從而即可求解．

解答 解：A、由圖示可知，磁場垂直與紙面向里，磁感應(yīng)強度增加，穿過線圈的磁通量增加，
由楞次定律可知，平行板電容器的上極板電勢高，下極板電勢低，板間存在向下的電場，
微粒受到豎直向下的重力而靜止，因此微粒受到的電場力向上，電場力方向與場強方向相反，微粒帶負電，故A錯誤；
B、對微粒，由平衡條件得：mg=q$\frac{{U}_{2}}egwkose$，而感應(yīng)電動勢：E=$\frac{{（R}_{2}{+{R}_{1}）U}_{2}}{{R}_{2}}$，解得：E=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{2}）mgd}{q{R}_{2}}$，
由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n$\frac{△∅}{△t}$=nS$\frac{△B}{△t}$，
解得：$\frac{△B}{△t}$=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{2}）mgd}{π•{r}^{2}q{R}_{2}}$，故B正確；
C、當保持開關(guān)閉合，則極板間的電壓不變，當向上移動下極板時，導(dǎo)致間距減小，那么電場強度增大，則電場力增大，因此粒子將向上運動，故C錯誤；
D、當斷開開關(guān)s，電容器既不充電，也不放電，則電場強度不變，因此電場力也不變，故粒子靜止不動，故D錯誤；
故選：B．

點評 考查正電荷所受電場力方向與場強方向相同，負電荷所受電場力方向與場強方向相反；應(yīng)用楞次定律判斷出極板間場強的方向即可判斷出微粒的電性；并注意電容器的電壓不變與電量不變的條件，及會分析電場力的變化是決定粒子如何運動的前提條件．