Question

13．兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場且大小逐漸減弱，電阻R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有一個質(zhì)量為m、電荷量+q的油滴恰好處于靜止．則磁感應(yīng)強度方向為？磁通量的變化率為多少？

Answer 1

分析 由題意可知，線圈置于豎直向上的均勻變化的磁場中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=$n\frac{△∅}{△t}$會產(chǎn)生穩(wěn)定的電動勢，小球受到向上的電場力，根據(jù)小球的平衡可求出磁通量的變化率以及磁場的變化．

解答 解：電荷量為q的帶正電的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場力豎直向上，則電容器的下極板帶正電，所以線圈下端相當(dāng)于電源的正極，線圈中有豎直方向的磁場且大小逐漸減弱，由楞次定律可知磁感應(yīng)強度方向為，豎直向下；
線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E=$n\frac{△∅}{△t}$；
油滴所受電場力：F=E_場q，
對油滴，根據(jù)平衡條件得：q$\frac{E}svpg0bf$=mg；
所以解得，線圈中的磁通量變化率的大小為：$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{dmg}{nq}$；
答：磁感應(yīng)強度方向為豎直向下，磁通量的變化率為$\frac{dmg}{nq}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，歐姆定律等等電磁感應(yīng)與電路、電場的基本規(guī)律；還會用楞次定律判端電動勢的方向．注意感應(yīng)電動勢與電場強度符號容易混淆．同時要注意電容器的電壓不是線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．