Question

如图所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r．由此可知，下列说法正确的是（　　）

• A、电容器所带电荷量为

  2nSkC

  5

• B、电容器所带电荷量为

  3nSkC

  5

• C、电容器下极板带正电
• D、电容器上极板带正电

Answer 1

分析：磁场均匀增强，线圈中产生恒定的感应电动势，相当于电源．根据法拉第定律可求得感应电动势的大小，由电路的结构求出路端电压．带电微粒P处于平衡状态，电场力与重力平衡，由平衡条件列式，即可求出P的电荷量，由楞次定律判断电容器极板的电性，从而判断P的电性．

解答：解：AB、闭合线圈与阻值为r的电阻形成闭合回路，线圈相当与电源，电容器两极板间的电压等于路端电压，
线圈产生的感应电动势为：E=nS

△ B

△t

=nSk，
路端电压：U=

E

2r

?r=

E

2

，
则电容器所带电荷量为：Q=CU=

nSkC

2

，故AB错误；
CD、根据磁场向右均匀增强，并由楞次定律可知，电容器上极板带正电，故C错误，D正确．
故选：D．

点评：本题是电磁感应与带电粒子在电场平衡问题的综合，关键要能根据法拉第定律求出感应电动势，由楞次定律判断感应电动势的方向．