Question

【題目】如圖所示，一個(gè)平行板電容器水平放置，并與一個(gè)金屬圓環(huán)連接，一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在上極板上，金屬環(huán)處在豎直平面內(nèi)，環(huán)面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直。若金屬環(huán)、電容器及小球一起以水平速度v向右平動(dòng)時(shí)，細(xì)線拉力大小為F1，且此時(shí)細(xì)線恰好處于豎直狀態(tài)；若金屬環(huán)、電容器及小球一起以水平速度2v向右平動(dòng)時(shí)，細(xì)線拉力大小為F2，則（ ）

A. 當(dāng)速度為2v時(shí)，細(xì)線與豎直方向有一向左的偏角，且F1>F2

B. 當(dāng)速度為2v時(shí)，細(xì)線仍保持豎直方向，且F1=F2

C. 當(dāng)速度為2v時(shí)，細(xì)線與豎直方向有一向右的偏角，且F1<F2

D. 細(xì)線的拉力大小與小球所帶的電性無關(guān)

Answer 1

【答案】BD

【解析】金屬圓環(huán)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，相當(dāng)于電源，給電容器充電，切割的有效長度等級極板間距，設(shè)為d，則感應(yīng)電動(dòng)勢為：U=Bdv，故電場強(qiáng)度為：，根據(jù)右手定則判斷知，電容器上極板帶正電，板間電場方向向下，若小球帶正電，小球所受的電場力向下，電場力大小，由左手定則判斷知，小球所受的洛倫茲力方向向上，大小為，可知電場力與洛倫茲力大小相等，方向相反，且這個(gè)結(jié)論與圓環(huán)的速度大小無關(guān)，所以當(dāng)速度為2v時(shí)，細(xì)線的拉力等于球的重力，則細(xì)線仍保持豎直方向，且有．若小球帶負(fù)電，結(jié)論相同，故AC錯(cuò)誤，BD正確。故選BD。