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    两条光滑的水平金属导轨彼此平行，置于桌边，金属棒ab架在两导轨端点上并与导轨垂直，导轨区域内有竖直向下的匀强磁场，导轨另一端与电池、电容器连成电路，如图15-2-11所示.已知金属棒的质量m=5×10-3kg，两导轨间距L="1.0" m，电池电动势E="16" V，电容器的电容量C="200" μF，磁场的磁感应强度B="0.5" T，金属棒在通电后受安培力作用而平抛出去，下落高度h="0.8" m，抛出落地水平位移S="0.064" m.试求开关K先接1，再接2，金属棒被抛出后电容器上电压的数值.

    图15-2-11
    电容器最终电压.
    金属棒ab在导轨端点上，在电容器放电过程中，电流通过金属棒，在这过程中，磁场对金属棒有一短时间的、水平向右方向的冲量，使ab棒水平抛出.
    对ab棒应用动量定理F·Δt=IBL·Δt=mv-0
    上式中的I虽然不是恒量，但在Δt时间内积累，结果是在有安培力的时间内，电容器放出的电荷量Q；上式中的v是金属棒抛出时的速度，它可由平抛的水平射程S和下落高度h求出，，
    即，所以
    以上求出的是电容器放电过程中被中和的电荷量，如果再求出电容器开始时的电荷量，就可以求出电容器最后剩余电荷量，从而求出电容器最终电压.电容器充电后电荷量为Q0=CE=200×10 -6×16 C=3.2×10 -3C?
    电容器放电后剩余电荷量Q′=Q0-Q=1.6×10 -3C?
    电容器最终电压.
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （22分）在一个放射源水平放射出、和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小B相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。

    （1）若要筛选出速率大于v1的粒子进入区域Ⅱ，要求磁场宽度d与B和v1的关系。
    （2）若B＝0.0034T，V1＝0.1c（c是光速度），则可得d; 粒子的速率为0.001c，计算和射线离开区域Ⅰ时的距离；并给出去除和射线的方法。
    （3）当d满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在;区间的粒子离开区域Ⅱ时的位置和方向。
    （4）请设计一种方案，能使离开区域Ⅱ的粒子束在右侧聚焦且水平出射。
    已知：电子质量，粒子质量，电子电荷量，（时）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球以速度v0沿水平光滑绝缘平面向右运动.在运动的正前方向有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场左边有边界，右边无边界.当小球在磁场中离开平面向上升高h时，速度方向变为竖直向上，小球此时加速度的大小____________.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心做匀速圆周运动，磁场方向垂直于运动平面，电场力恰好是洛伦兹力的3倍，设电子电荷量为e，质量为m，磁场的磁感应强度为B，则电子转动的角速度可能是（   ）
    A．4Be/mB．3Be/mC．2Be/mD．Be/m

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图15-2-21所示，将一根长为L的直导线，由中点折成直角放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直.当导线中通以电流I后，求磁场对导线的作用力.

    图15-2-21

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，接通开关S的瞬间，用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线AB将(   )
    A．A端向上，B端向下，悬线张力不变
    B．A端向下，B端向上，悬线张力不变
    C．A端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小
    D．A端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图11-3-13所示，在xOy平面内，有许多电子（质量为m、电荷量为e）从坐标原点O不断地以速率v0沿不同方向射入第一象限，现加上一个垂直xOy平面的方向垂直纸板面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.要求这些电子穿过磁场后都能平行于x轴正方向运动，试求符合该条件的磁场的最小面积.

    图11-3-13

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    通电导线CD，悬挂在磁感应强度为B(向上)的匀强磁场中，如图15-3-11所示.导线通以电流I后，向纸外移动α角后平衡，若导线长为________L，则所受安培力大小为________，电流大小是________，方向为________.(已知导线CD的质量为m)

    图15-3-11

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    质量为m=0.1g的小物体，带有6.0×C的电荷，放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，方向如图所示，物体由静止开始下滑，滑到某一位置时开始离开斜面，(设斜面足够长，g取10m/)

    1)物体带何种电荷?
    2)物体刚离开斜面时的速度多大?
    3)物体从静止到刚离开斜面的运动过程中是做什么运动?为什么?
    4)物体在斜面上可能滑行的最大距离是多少
     

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