兩條光滑的水平金屬導(dǎo)軌彼此平行，置于桌邊，金屬棒ab架在兩導(dǎo)軌端點(diǎn)上并與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌另一端與電池、電容器連成電路，如圖15-2-11所示.已知金屬棒的質(zhì)量m=5×10-3kg，兩導(dǎo)軌間距L="1.0" m，電池電動(dòng)勢(shì)E="16" V，電容器的電容量C="200" μF，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.5" T，金屬棒在通電后受安培力作用而平拋出去，下落高度h="0.8" m，拋出落地水平位移S="0.064" m.試求開關(guān)K先接1，再接2，金屬棒被拋出后電容器上電壓的數(shù)值.

圖15-2-11
電容器最終電壓.
金屬棒ab在導(dǎo)軌端點(diǎn)上，在電容器放電過程中，電流通過金屬棒，在這過程中，磁場(chǎng)對(duì)金屬棒有一短時(shí)間的、水平向右方向的沖量，使ab棒水平拋出.
對(duì)ab棒應(yīng)用動(dòng)量定理F·Δt=IBL·Δt=mv-0
上式中的I雖然不是恒量，但在Δt時(shí)間內(nèi)積累，結(jié)果是在有安培力的時(shí)間內(nèi)，電容器放出的電荷量Q；上式中的v是金屬棒拋出時(shí)的速度，它可由平拋的水平射程S和下落高度h求出，，
即，所以
以上求出的是電容器放電過程中被中和的電荷量，如果再求出電容器開始時(shí)的電荷量，就可以求出電容器最后剩余電荷量，從而求出電容器最終電壓.電容器充電后電荷量為Q0=CE=200×10 -6×16 C=3.2×10 -3C?
電容器放電后剩余電荷量Q′=Q0-Q=1.6×10 -3C?
電容器最終電壓.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）在一個(gè)放射源水平放射出、和三種射線，垂直射入如圖所示磁場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的寬度均為d，各自存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域的磁感強(qiáng)度大小B相等，方向相反（粒子運(yùn)動(dòng)不考慮相對(duì)論效應(yīng)）。

（1）若要篩選出速率大于v1的粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，要求磁場(chǎng)寬度d與B和v1的關(guān)系。
（2）若B＝0.0034T，V1＝0.1c（c是光速度），則可得d; 粒子的速率為0.001c，計(jì)算和射線離開區(qū)域Ⅰ時(shí)的距離；并給出去除和射線的方法。
（3）當(dāng)d滿足第（1）小題所給關(guān)系時(shí)，請(qǐng)給出速率在;區(qū)間的粒子離開區(qū)域Ⅱ時(shí)的位置和方向。
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，能使離開區(qū)域Ⅱ的粒子束在右側(cè)聚焦且水平出射。
已知：電子質(zhì)量，粒子質(zhì)量，電子電荷量，（時(shí)）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球以速度v0沿水平光滑絕緣平面向右運(yùn)動(dòng).在運(yùn)動(dòng)的正前方向有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)左邊有邊界，右邊無邊界.當(dāng)小球在磁場(chǎng)中離開平面向上升高h(yuǎn)時(shí)，速度方向變?yōu)樨Q直向上，小球此時(shí)加速度的大小____________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以一固定的正電荷為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直于運(yùn)動(dòng)平面，電場(chǎng)力恰好是洛倫茲力的3倍，設(shè)電子電荷量為e，質(zhì)量為m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則電子轉(zhuǎn)動(dòng)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 來源：不詳 題型：問答題

如圖15-2-21所示，將一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，由中點(diǎn)折成直角放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線平面與磁感線垂直.當(dāng)導(dǎo)線中通以電流I后，求磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力.

圖15-2-21

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，接通開關(guān)S的瞬間，用絲線懸掛于一點(diǎn)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的通電直導(dǎo)線AB將(   )
A．A端向上，B端向下，懸線張力不變
B．A端向下，B端向上，懸線張力不變
C．A端向紙外，B端向紙內(nèi)，懸線張力變小
D．A端向紙內(nèi)，B端向紙外，懸線張力變大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖11-3-13所示，在xOy平面內(nèi)，有許多電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷地以速率v0沿不同方向射入第一象限，現(xiàn)加上一個(gè)垂直xOy平面的方向垂直紙板面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.要求這些電子穿過磁場(chǎng)后都能平行于x軸正方向運(yùn)動(dòng)，試求符合該條件的磁場(chǎng)的最小面積.

圖11-3-13

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

通電導(dǎo)線CD，懸掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(向上)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖15-3-11所示.導(dǎo)線通以電流I后，向紙外移動(dòng)α角后平衡，若導(dǎo)線長(zhǎng)為________L，則所受安培力大小為________，電流大小是________，方向?yàn)開_______.(已知導(dǎo)線CD的質(zhì)量為m)

圖15-3-11

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

質(zhì)量為m=0.1g的小物體，帶有6.0×C的電荷，放在傾角為30°的光滑絕緣斜面上，整個(gè)斜面置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，方向如圖所示，物體由靜止開始下滑，滑到某一位置時(shí)開始離開斜面，(設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，g取10m/)

1)物體帶何種電荷?
2)物體剛離開斜面時(shí)的速度多大?
3)物體從靜止到剛離開斜面的運(yùn)動(dòng)過程中是做什么運(yùn)動(dòng)?為什么?
4)物體在斜面上可能滑行的最大距離是多少
 

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