Question

如图所示，半径为a的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，环内有一导体棒电阻为r，可以绕环匀速转动．将电阻R，开关S连接在环和棒的O端，将电容器极板水平放置，并联在R和开关S两端．已知两板间距为d．

(1)开关S断开，极板间有一带正电q，质量为m的微粒恰好静止，试判断OM的转动方向和角速度的大小．

(2)当S闭合时，该带电粒子以g的加速度向下运动，则R是r的几倍？

Answer

（1）OM应绕O点逆时针方向转动 ；（2）3；

【解析】

(1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，OM应绕O点逆时针方向转动。粒子受力平衡：

mg＝q，

电动势为：

E＝Ba2ω，

当S断开时，U＝E，解得：

ω＝；

(2)当S闭合时，根据牛顿第二定律：mg－q＝m·g，

电压为：

U′＝·R，

解得：

＝3；