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(jì)．在圓中有垂直紙面向里的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，有一個(gè)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(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 粒子帶正電
• B． 磁感應(yīng)強(qiáng)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(kāi)關(guān)閉合，向上移動(dòng)下極板時(shí)，粒子將向下運(yùn)動(dòng)
• D． 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s，粒子將向下運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 A、由楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，判斷出極板間電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度，求出極板間的電勢(shì)差，然后由法拉第電磁感應(yīng)定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率；
C、開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，則保持電壓不變，根據(jù)移動(dòng)極板間距，從而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，即可判定電場(chǎng)力變化；
D、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，保持電量不變，因此電場(chǎng)力也不變，從而即可求解．

解答 解：A、由圖示可知，磁場(chǎng)垂直與紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，穿過(guò)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(shì)高，下極板電勢(shì)低，板間存在向下的電場(chǎng)，
微粒受到豎直向下的重力而靜止，因此微粒受到的電場(chǎng)力向上，電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，微粒帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B、對(duì)微粒，由平衡條件得：mg=q$\frac{{U}_{2}}qc2cooq$，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：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(dāng)保持開(kāi)關(guān)閉合，則極板間的電壓不變，當(dāng)向上移動(dòng)下極板時(shí)，導(dǎo)致間距減小，那么電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則電場(chǎng)力增大，因此粒子將向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s，電容器既不充電，也不放電，則電場(chǎng)強(qiáng)度不變，因此電場(chǎng)力也不變，故粒子靜止不動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 考查正電荷所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反；應(yīng)用楞次定律判斷出極板間場(chǎng)強(qiáng)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(huì)分析電場(chǎng)力的變化是決定粒子如何運(yùn)動(dòng)的前提條件．