题目内容
用一根长L=0.8m的绝缘轻绳,吊一质量m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=2.5T、方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右侧,轻绳刚好水平拉直,将小球由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动.当小球第一次摆到最低点时,悬线的拉力恰好为0.5mg(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)小球带何种电荷?
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力多大?
解:(1)设小球第一次到达最低点时速度为v,则由动能定理可得
………………………………………………(3分)
在最低点根据牛顿第二定律得
………………………………(3分)
解得C…………………………………………(2分)
根据左手定则可判断小球带负电…………………………(3分)
(2)根据机械能守恒可知,小球第二次到达最低点时速度小仍为v,此时悬线对小球的拉力为F,由牛顿第二定律得
……………………………………(3分)
解得N………………………………………(2分)
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