Question

2．如圖所示，一匝數(shù)為n的螺線管線圈的兩個端點通過導線與一豎直放置的平行板電容器的兩極板相連，螺線管線圈處于沿軸線向右的勻強磁場中，電容器兩板之間用輕絕緣絲線懸掛一質(zhì)量為m，電量為q的帶電小球．當磁感應強度均勻增大時，絲線與豎直方向維持一個向左的偏角θ不變．已知螺線管橫截面積為S，極板間距為d，重力加速度為g．則小球帶負（填“正”或“負”）電；磁感應強度的變化率為$\frac{mgdtanθ}{nSq}$．

Answer 1

分析 首先根據(jù)楞次定律判斷出極板的帶電情況，根據(jù)小球的偏轉(zhuǎn)可得知小球的電性，對小球進行受力分析，結(jié)合法拉第電磁感應定律，利用共點力的平衡即可求得磁感應強度的變化率．

解答 解：穿過線圈的磁場方向向右，當磁感應強度均勻增大時，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的感應電動勢使左邊的極板帶正電，小球向左偏，所以小球帶負電．
對小球進行受力分析，受豎直向下的重力mg、水平向左的電場力qE和繩子的拉力T，如圖所示，有：
qE=mgtanθ…①
產(chǎn)生的感應電動勢為：?=n$\frac{△B}{△t}$S…②
兩極板間的電場強度為：E=$\frac{?}sirzhks$…③
聯(lián)立①②③得：$\frac{△B}{△t}$=$\frac{mgdtanθ}{nSq}$
故答案為：負，$\frac{mgdtanθ}{nSq}$

點評 解答該題的關(guān)鍵首先是能對小球進行正確的受力分析，根據(jù)平衡條件進行列式；再者就是要明確楞次定律以及法拉第電磁感應定律，并能熟練進行對問題的分析．