Question

9．如圖所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，則此粒子帶負(fù)電，若線圈的匝數(shù)為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，線圈面積為S，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為$\frac{mgd}{nqS}$．

Answer 1

分析 帶電粒子受重力和電場(chǎng)力平衡，由楞次定律可判斷極板帶電性質(zhì)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解決問(wèn)題．

解答 解：當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，由楞次定律可判斷上極板帶正電．
所以平行板電容器的板間的電場(chǎng)方向向下，帶電粒子受重力和電場(chǎng)力平衡，
所以粒子帶負(fù)電．
帶電粒子受重力和電場(chǎng)力平衡得：mg=F
F=$\frac{U}ggmck0e$q，
而U=n$\frac{△B}{△t}$S
則有，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率$\frac{△B}{△t}$=$\frac{mgd}{nqS}$
故答案為：負(fù)，$\frac{mgd}{nqS}$．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是電容器兩端電壓的表達(dá)，它是聯(lián)系電磁感應(yīng)定律和粒子受力情況的橋梁．