Question

【題目】如圖所示，電路左側線圈與右側平行板電容器C相連，電容器兩極板正對水平放置，線圈內存在有理想邊界的磁場，磁場方向垂直于線圈平面向里。當磁場的磁感應強度均勻增加時，在電容器兩平行極板之間的帶電小球P恰好處于靜止狀態。

（1）小球P帶何種電荷，請分析說明；

（2）若線圈的匝數為n，面積為S，平行板電容器的板間距離為d，小球P的質量為m，所帶電荷量為q，求磁場磁感應強度的變化率。

Answer 1

【答案】（1）正電（2）

【解析】

(1)當磁場向里均勻增加時，線圈向里的磁通量增加，根據楞次定律，線圈中感應電動勢沿逆時針方向，電容器下極板帶正電，上極板帶負電，電容器極板間的電場方向向上；帶電小球P恰好處于靜止狀態，所受重力和電場力平衡，電場力方向向上，又因為電容器極板間的電場方向向上,故小球P帶正電

(2)帶電小球P受重力和電場力平衡 ：

mg=F

電場力

電容器極板間的電壓等于感應電動勢：

磁感應強度的變化率為：