Question

兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個匝數(shù)為n的線圈相連，線圈總電阻為 r，線圈中有豎直方向的磁場，電阻R與金屬板連接如圖所示，兩板間有一個質(zhì)量為m、電量為十q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則線圈中的磁感強(qiáng)度B的方向、變化情況和磁通量的變化率

△?

△r

分別是（　　）

• A．B豎直向上，增強(qiáng)，

  mgd

  nq

• B．B豎直向下，減弱，

  mgd(R+r)

  nqR

• C．B豎直向上，增強(qiáng)，

  mgdr

  nqR

• D．B豎直向上，減弱，

  mgd(R+r)

  nqR

Answer 1

分析：由題，油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，油滴所受的重力與電場力平衡，由平衡條件求出兩金屬板間的電壓．根據(jù)歐姆定律求出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由法拉第電磁感應(yīng)定律求解磁通量的變化率

△?

△r

．根據(jù)板間電場方向，判斷兩板電勢高低，由楞次定律判斷磁場的變化情況．

解答：解：據(jù)題，油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有
    mg=qE_場，又E_場=

U

d

得到板間電壓為U=

mgd

q

根據(jù)歐姆定律得到，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=

R+r

R

U．
由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=n

△Φ

△t

得
 

△Φ

△t

=

E

n

=

mgd(R+r)

nqR

由題，電荷帶正電，電場力方向豎直向上，則上板帶負(fù)電，下板帶正電，上板電勢低，下板電勢高，由楞次定律得到，若磁場方向向上時，磁場減弱．
故選D

點(diǎn)評：本題是力學(xué)知識、電路知識與電磁感應(yīng)知識的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵抓住電容器的電壓與電路的關(guān)系以及與電磁感應(yīng)規(guī)律的關(guān)系．