[题目]法拉第电磁感应定律的发现.建立了电与磁联系.如图所示.―边长为r正方形导线框内有一匀强磁场.磁场方向垂直于导线框所在平面.导线框的左端通过倒下接一对水平放置的平行金属板1.2.两板间的距离为d.板长为, t=0时.磁场的磁感应强度B从零开始均匀增大.同时.在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m.带电量大小为q的液滴以初速度水平题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】法拉第电磁感应定律的发现，建立了电与磁联系，如图所示，―边长为r正方形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过倒下接一对水平放置的平行金属板1、2，两板间的距离为d，板长为, t=0时，磁场的磁感应强度B从零开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m，带电量大小为q的液滴以初速度水平向右射入两板间，该液滴(可视为质点)恰好从板1右端边缘射出。（重力不可忽略)

(1)判断液滴所带电荷电性。

(2)求磁感应强度B随时间t的变化关系。

【答案】(1)液滴带负电荷（2）

【解析】：（1）由楞次定律可知：板1为正极，板2为负极，故液滴带负电荷

（2）两板间的电压

而：S=r2

带电液滴受的电场力：

故：F-mg=ma 得：

液滴向上偏转，做类似平抛运动：

当液滴刚好能从1板右侧射出时：有l=v0t，y=d

故

解得又B=Kt

得：

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（2）利用（1）中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压U2，U2的计算式为。（用U1、I、R和RA表示）

（3）实验小组利用（2）中的公式，计算出各组的U2，将U2和I的数据也描绘在I-U坐标系中，如图（乙）中直线所示。根据图像分析可知：电源的电动势E= V，内电阻r= Ω。

（4）实验中，当电阻箱的阻值调到6Ω时，热敏电阻消耗的电功率P= W。（计算结果保留两位有效数字）

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(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；

(2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；

(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离。设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处。离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。