图11-2-7
图11-2-7
解析：首先分析此题物理过程，K先接1时，电源对电容器C充电，C上有一定电压，带上有一定电荷量.当K再接2时，电容器上电荷通过导轨和金属棒形成回路，电容器放电，使电容器上电压有所降低，电容器放电过程中在金属棒上的电流会受到磁场力的冲量作用，使它由静止开始做平抛运动.
金属棒ab在导轨端点，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=IBLΔt=mv，上式中的I虽然不是恒量，但在Δt时间内积累结果就是在有安培力的时间内，电容器放出电荷量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.
F·Δt=m
,即BQL=
Q=
=
C=1.6×10-3 C
以上求出的是电容器减少的电荷量，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的电荷量，从而求出电容器的最终电压，电容器充电后电荷量为Q0=CE=200×10-6×16 C=3.2×10-3 C
电容器放电后剩余电荷量Q′=Q0-Q=1.6×10-3 C
电容器最终电压U=
=
V=8.0 V.
答案：8 V