Question

（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

（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？

Answer 1

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=

1

2

gt²
Q=i△t
以上式子联立：BiL△t=BLQ=mx

g 2h

得：Q=

mx

BL

g 2h

=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=

Q2

C

=12V
答：金属棒抛出后电容器两端电压为12V．