如下图所示,用铝板制成U形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直磁场方向向左以速度v匀速运动,悬线拉力为F,则
A、悬线竖直,F=mg
B、悬线竖直,F大于mg
C、悬线竖直,F小于mg
D、无法确定F的大小和方向
答案是A,整体移动中,铝板产生感应电流为上到下,把铝板看成一个电源,则下为正,上为负极。设小球带正点荷,则小球受竖直向下的洛仑磁力,向上的电场力,U/d=Blv/l 所以Eq=Bvq,方向相反,合力为0,。即小球只受重力。
:因为竖直的铝板切割磁感线所以产生感应电动势.U形框的上下板形成一个上板为负下板为正的匀强电场.
小球这时候受到4个力的作用,重力方向向下,绳子的弹力方向向上,洛伦磁力,电场力,如果带的是正电则洛伦磁力方向向下,所受电场力方向向上;
如果带的是负电则洛伦磁力方向向上,所受电场力方向向下,且洛仑磁力等于电场力.f
洛=BqV,F
电=Eq,E=
,u=E; 感应电动势=BVL(L为竖直板的长度)联合起来得 F
电=BqV,故洛伦磁力等于电场力且方向相反.故拉力等于重力;
故选A.
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