Question

如圖所示，M、N為紙面內(nèi)兩平行光滑導(dǎo)軌，間距為L.輕質(zhì)金屬棒ab可在導(dǎo)軌上左右無摩擦滑動，桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌右端與定值電阻連接．P、Q為平行板器件，兩板間距為d，上下兩板分別與定值電阻兩端相接．兩板正中左端邊緣有一粒子源始終都有速度為v₀的帶正電粒子沿平行于極板的方向進入兩板之間．整個裝置處于垂直于紙面向外的勻強磁場中．已知輕桿和定值電阻的阻值分別為r和R，其余電阻不計，帶電粒子的重力不計，為使粒子沿原入射方向從板間右端射出，則輕桿應(yīng)沿什么方向運動？速度多大？

Answer 1

粒子在電場中運動，電場力F＝qU/d

粒子在磁場中運動，磁場力F′＝qv₀B

因為粒子沿原入射方向從板間右端射出，所以粒子所受的電場力和洛倫茲力相互平衡，

得qU/d＝qv₀B

輕質(zhì)金屬桿ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLv

R中電流I＝E/(R＋r)

PQ之間電壓U＝IR

聯(lián)立解得v＝(R＋r)v₀

由右手定則得桿應(yīng)向右運動．

答案：向右運動　(R＋r)v₀