二、非选择题

　　9.(2015·课标)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。

　　答案：0.01kg

　　解析：金属棒通电后，闭合回路电流I===6 A，导体棒受到安培力F=BIL=0.06 N。根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下，开关闭合前2×k×0.5×10-2 =mg，开关闭合后2×k×(0.5+0.3)×10-2 =mg+F，解得m=0.01 kg。

　　10.如图所示，一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场边界是半径为R的圆，AB为圆的直径。一质量为m，带电荷量为-q的带电粒子以某一速度垂直磁场方向从A点射入磁场，粒子的初速度方向与AB 的夹角为60°。经过一段时间，粒子从磁场边界上的C点飞出(C点在图中未标出)，C点到A点的距离为R。粒子重力不计。求粒子的速度大小和粒子在磁场中运动的时间。

　　答案：第一种情况：

　　第二种情况：

　　解析：第一种情况：由几何关系可得CAB=30°

　　所以，θ=30°

　　在直角三角形AOD中，AD=，AO为粒子运动的半径r

　　r=

　　设粒子速度为v

　　Bvq=

　　解得v=

　　T=

　　粒子在磁场中运动的时间

　　t==

　　第二种情况：由几何关系可得粒子的轨道半径r1=

　　设粒子速度为v1

　　Bv1q=

　　解得：v1=

　　粒子在磁场中运动的时间t1==