题目内容

如图所示,竖直绝缘杆处于彼此垂直,大小分别为E和B的匀强电磁场中,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向外,一个质量为m,带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑,且与杆的动摩擦因数为μ,问:
⑴小球速度多大时,小球加速度最大?是多少?
⑵小球下滑的最大速度是多少?
(1)V=E/B   amax=g  (2)vmax=(mg+μqE)/Bq
解答:解:⑴小球静止时受电场力、重力、弹力及摩擦力,电场力水平向右,弹力水平向左,摩擦力竖直向上;开始时,小球的加速度应为a=; 小球速度将增大,产生洛仑兹力,由左手定则可知,洛仑兹力向左,故弹力将减小,摩擦力减小,故加速度增大;当洛仑兹力等于电场力时,即,则有,摩擦力为零,此时加速度为g,达最大;
⑵此后速度继续增大,则洛仑兹力增大,弹力增大,摩擦力将增大;加速度将减小, 当重力与摩擦力平衡时,加速度为零,速度达到最大值,水平方向:,竖直方向,则有vmax=(mg+μqE)/ μBq
故答案为:(1)V=E/B   amax=g  (2)vmax=(mg+μqE)/ μBq
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