Question

19．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况是正在增强（填“正在增强”或“正在减弱”）；磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{mgd}{nq}$．

Answer 1

分析 线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△Φ}{△t}$，可知线圈中会产生稳定的电动势．当电键断开时，小球受重力和支持力平衡，当电键闭合时，支持力变为mg，可知，小球受到向上的电场力，根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化．

解答 解：电键闭合时有：qE=mg，
解得：E=$\frac{mg}{q}$
又E=$\frac{U}{d}$
解得：$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{mgd}{nq}$，
小球带正电，因传感器无示数，则电场力向上，因此可知上极板带负电，
再根据楞次定律得知，磁场正在增强；
故答案为：正在增强，$\frac{mgd}{nq}$．

点评 解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△Φ}{△t}$，以及会用楞次定律判端电动势的方向．