题目内容
（2004?广州二模）如图所示，金属棒ab质量m=5g，放在相距L=1m、处于同一水平面上的两根光滑的平行金属导轨最右端，导轨距地高h=0.8m，电容器C=400μF，电源电动势E=16V，整个装置放在方向竖直向上、磁感强度R=0.5T的匀强磁场中．开关S先打向1，稳定后再打向2，金属棒被抛到水平距离x=6.4cm的地面上，空气阻力忽略不计，取g=10m/s2．求：金属棒抛出后电容器两端电压有多高？
分析：根据动量定理，结合运动学公式，安培力、电量表达式，从而求出电量，并由U=
即可求解，
| Q |
| C |
解答：解：设金属棒通过电量Q，安培力F作用时间为△t，平抛的初速度为v0，飞行时间为t，
根据动量定理F△t=mv0-0
v0=x．t
F=BiL
h=
gt2
Q=i△t
以上式子联立：BiL△t=BLQ=mx
得：Q=
=1.6×10-3C
设S打向1时，电容器的电量为Q1，
则Q1=CU1=CE
金属棒抛出后电容的电量为Q2，
则Q2=Q1-Q=CE-Q
=4.8×10-3C
金属棒抛出后电容两端电压U2=
=12V
答：金属棒抛出后电容器两端电压为12V．
根据动量定理F△t=mv0-0
v0=x．t
F=BiL
h=
| 1 |
| 2 |
Q=i△t
以上式子联立：BiL△t=BLQ=mx
|
得：Q=
| mx |
| BL |
|
设S打向1时，电容器的电量为Q1，
则Q1=CU1=CE
金属棒抛出后电容的电量为Q2，
则Q2=Q1-Q=CE-Q
=4.8×10-3C
金属棒抛出后电容两端电压U2=
| Q2 |
| C |
答：金属棒抛出后电容器两端电压为12V．
点评：考查动量定理、运动学公式与安培力公式相综合来解电量，并掌握U=
的应用．
| Q |
| C |
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