题目内容
7.如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电的小球,电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.小球质量为m,带电荷量为+q,小球沿水平棒滑动时摩擦因数为μ.小球刚开始向右滑动后,求:(1)当小球的速度达到何值时它的加速度最大,加速度的最大值是多少.
(2)小球速度的最大值.
分析 对小球进行受力分析,再根据各力的变化,可以找出合力及加速度的变化;即可以找出小环最大速度及最大加速度的状态.
解答 解:(1)带电的小球在电场力作用下向右滑动后,洛伦兹力随之产生,并且随着小球速度的增大而增大.
开始时,mg>qvB,小球受到向左的滑动摩擦力Ff;当mg=qvB,即v=$\frac{mg}{qB}$时,Ff=0,此时加速度最大,最大值am=$\frac{qE}{m}$;
(2)当小球继续加速滑动时,mg<qvB,向左的滑动摩擦力Ff再次产生,当qE=μ(qvB-mg)时,小球的速度最大,最大值为vm=$\frac{qE+μmg}{μqB}$.此后,小球将以vm向右做匀速运动.
答:(1)当小球的速度达到$\frac{mg}{qB}$时它的加速度最大,加速度的最大值是$\frac{qE}{m}$.
(2)小球速度的最大值$\frac{qE+μmg}{μqB}$
点评 本题要注意分析带电小球的运动过程,属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目,此类问题要求能准确找出物体的运动过程,并能分析各力的变化,对学生要求较高.同时注意因速度的变化,导致洛伦兹力变化,从而使合力发生变化,最终导致加速度发生变化.
练习册系列答案
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A. | 此粒子一直受到静电吸引力作用 | |
B. | 粒子在b点的电势能一定大于在a点的电势能 | |
C. | 粒子在a 点和c点的速度相同 | |
D. | 粒子在b 点的速度一定大于在a 点的速度 |
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C. | 气体压强p | D. | 弹簧长度L |
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A. | 小球 A带正电,小球 B带负电,且 QA>QB | |
B. | 小球 A带正电,小球 B带负电,且 QA<QB | |
C. | 小球 A带负电,小球 B带正电,且 QA>QB | |
D. | 小球 A带负电,小球 B带正电,且 QA<QB |
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A. | 加5 V电压时,导体的电阻约是5Ω | |
B. | 加12 V电压时,导体的电阻约是1.4Ω | |
C. | 由图可知随着电压的增大,导体的电阻不断减小 | |
D. | 由图可知随着电压的减小,导体的电阻不断减小 |