Question

求教：一道不能理解的高中物理题

如图所示，MN和PQ是相距40cm的平行金属导轨，一根电阻R1=0.3Ω的金属棒ab可紧贴平行导轨运动，两块相互平行，相距20cm且水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在导轨间的电阻R2=0.1Ω，导轨和连接导线的电阻可忽略不计，现将整个装置放在图示的匀强磁场中，当导体棒ab以速率v匀速沿导轨运动时，恰能使一个质量为m、带电量为-q的微粒也以速率v在两金属板空间做匀速圆周运动而不触及两板,重力加速度g取10m/s^2。
求：（1）金属棒ab的运动方向。
（2）ab匀速运动速度的取值范围。

本题我会做，但对第二问的问法感到很奇怪，不理解。觉得第二问的问法是错误的，没有法求解。
所以请教高手朋友们，谢谢。

Answer 1

看了888lsw的回答，我发现我错了。抱歉啊

Answer 2

你对第二问的理解是对的，那确实是无意义的问法。
分析理由：由于带电微粒能在两平行板间做速度大小为V的匀速圆周运动而不触及两板，说明微粒的重力与电场力平衡，由洛仑兹力提供所需的向心力。
显然，电场力是恒力，那么对应两金属板间的电场是恒定的，也就是两板间的电压是恒定的，那么ab棒产生的电动势也是恒定的，从而推导出金属棒ab必须是以速度V向右匀速运动（微粒是负电的），不可能有其他数值的速度，也不可能向左运动。

Answer 3

根据出题者的意图,感觉这题应该有3问,第一问求ab运动方向,第二问求ab运动速度,第三问求微粒的运动速度取值范围.
微粒做匀速圆周运动的条件啦, 在这里就是重力必须等于微粒所受的静电力,即mg=Eq
从F=Bqv=mv²/r,即v=Bqr/m知道v的取值由r决定,
所以觉得出题者意在这里,而不小心多打了ab导致题目出歧义,单纯ab来说确实只有一个速度定值

Answer 4

离子运动的半径是不确定的啊，而临界条件是不碰到两板，并且要做圆周运动。。。离子半径。。。注意