题目内容

【题目】用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,将小球拉到与悬点等高处由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动,当球第一次摆到低点时,悬线的张力恰好为零(重力加速度g=10m/s2

1)小球带何种电荷?电量为多少?

2)小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力多大?

【答案】17.5×10-2C;带负电;(20.06N

【解析】

1)小球第一次摆到最低点时速度水平向左,悬线的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上,由左手定则,拇指向上,让磁感线穿过掌心,四指就指向右,故小球带负电.

设小球第一次到达最低点速度为v,由动能定理可得:

解得:v= 4m/s

此时对小球受力分析如图:

根据牛顿第二定律有:

解得q=7.5×10-2C

2)小球第二次经过最低点时,速度大小不变,方向变为向右,受力分析如图:

根据牛顿第二定律有:

解得:F=0.06N

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