Question

如圖所示，光滑足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌P、Q相距l=1.0m，處在同一個(gè)水平面上，導(dǎo)軌左端與電路連接，其中水平放置的平行板電容器C兩極板M、N間距離d=10mm，定值電阻R₁=8.0Ω，R₂＝2.0Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌平面（磁場(chǎng)區(qū)域足夠大），斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=1.0×10^-14kg，帶電荷量q=－1.0×10^{－15  C}的微粒恰好靜止不動(dòng)。取g＝10m/s²，金屬棒ab電阻為r=2Ω，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且運(yùn)動(dòng)速度保持恒定。求：

（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度大小v₁？

（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，要使粒子立即做加速度a=5m/s²的勻加速運(yùn)動(dòng)，金屬棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v₂應(yīng)變?yōu)槎啻螅?/p>

Answer 1

（1）設(shè)S斷開(kāi)時(shí)，電源兩端電壓為U₁

     ∵帶電粒子靜止

     ∴(V)         

     對(duì)外電路：

     A

     

     而 (v)        

     m/s

（2）S閉合后，R₁短路

     

     ①若粒子向上加速運(yùn)動(dòng)，則

     

      而

      聯(lián)解  m/s²                

②若粒子向下加速運(yùn)動(dòng)，則

 

 

      聯(lián)解  m/s²