Question

如圖所示，導體棒長Ｌ=0.2m、電阻r=0.1Ω，放在位于水平面內間距也為L光滑無限長的平行金屬導軌上，兩導軌左端接一負載電阻R＝0.4Ω和一個C＝2×10^-10F的電容器。一勻強磁場B=0.5T，方向垂直于導軌所在平面向上。開始時開關S斷開，導體棒在一個平行于導軌的恒定外力F=0.10Ｎ作用下勻速向右運動，導軌電阻忽略。
（1）求棒勻速運動時的速度；
（2）若開關S閉合，達到穩定后，求電容器的帶電量，指出A板帶何種電荷。

Answer 1

(1)5m/s (2) 8×10^-11C   A板帶負電

（1）CD勻速直線運動時有： ……（2分）
……（2分）
E=BLv……………（2分）
……………………………………（2分）
得：……………………………（2分）
（2）CD以5m/s的速度勻速運動時，開關S閉合后達到穩定后，沒有電流流過開關S，電容器上的電壓為U_C就是電阻R上的電壓（1分），則
 ……………（2分）
電容器帶電量Q = CU_C = 8×10^-11C…………………（2分）
根據右手定則，A板帶負電（1分）