Question

2．如圖所示，一匝數(shù)為n的螺線管線圈的兩個(gè)端點(diǎn)通過導(dǎo)線與一豎直放置的平行板電容器的兩極板相連，螺線管線圈處于沿軸線向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電容器兩板之間用輕絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，絲線與豎直方向維持一個(gè)向左的偏角θ不變．已知螺線管橫截面積為S，極板間距為d，重力加速度為g．則小球帶負(fù)（填“正”或“負(fù)”）電；磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為$\frac{mgdtanθ}{nSq}$．

Answer 1

分析 首先根據(jù)楞次定律判斷出極板的帶電情況，根據(jù)小球的偏轉(zhuǎn)可得知小球的電性，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律，利用共點(diǎn)力的平衡即可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率．

解答 解：穿過線圈的磁場(chǎng)方向向右，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使左邊的極板帶正電，小球向左偏，所以小球帶負(fù)電．
對(duì)小球進(jìn)行受力分析，受豎直向下的重力mg、水平向左的電場(chǎng)力qE和繩子的拉力T，如圖所示，有：
qE=mgtanθ…①
產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：?=n$\frac{△B}{△t}$S…②
兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=$\frac{?}0qhu9on$…③
聯(lián)立①②③得：$\frac{△B}{△t}$=$\frac{mgdtanθ}{nSq}$
故答案為：負(fù)，$\frac{mgdtanθ}{nSq}$

點(diǎn)評(píng) 解答該題的關(guān)鍵首先是能對(duì)小球進(jìn)行正確的受力分析，根據(jù)平衡條件進(jìn)行列式；再者就是要明確楞次定律以及法拉第電磁感應(yīng)定律，并能熟練進(jìn)行對(duì)問題的分析．