磁感应强度大小为B的匀强磁场(图屮未画出),MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等吋,冋路中屯流为零,MN达到最人速度,之后离开导轨•问:(1)磁场的方向;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小;(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.【分析】(1)根据通过MN屯流的方向,结合左手定则得出磁场的方向.(2)根据欧姆定律得出MN刚开始运动吋的电流,结合安培力公式,根据牛顿第二定律得出MN刚开始运动时加速度a的大小.(3)开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值如拟时,根据电动势和电荷量的关系,以及动量定理求岀MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q.【解答】解:(1)电容器上端带正电,通过MN的电流方向向下,由于MN向右运动,根据左手定则知,磁场方向垂直于导轨平面向下.(2)电容器完全充电后,两极板间电压为E,当开关S接2时,电容器放电,设刚放电时流经MN的电流为I,有:1』.・•①R设MN受到的安培力为F,有:F二IIB...②由牛顿第二定律有:F二ma…③联立①②③式:得a二唾…④inR(3)当电容器充电完毕时,设电容器上电量为Q),有:Qo二CE…⑤开关S接2后,MN开始向右加速运动,速度达到最大值如拟时,设MN上的感应电动势为巳,有:Ez=Blvmax..⑥依题意有:E,••⑦C设在此过程中MN的平均电流为工MN上受到的平均安培力为亍,有:⑧由动量定理,有7At=inv-0…⑨max又TAt=Q0H2…⑩222联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得:Q二nH-B2l2C答:(1)磁场的方向为垂直于导轨平面向下;(2)MN刚开始运动时加速度a的大小为亜;B212C2Enrf-B2l2CinR(3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是参与本试卷答题和审题的老师有:src;成军;车超刚;hendy;郑进平(排名不分先后)菁优网2017年6月11H
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