题目内容
如图所示,绝缘光滑的斜面倾角为θ,匀强磁场B方向与斜面垂直,如果一个质量为m,带电量为-q的小球A在斜面上作匀速圆周运动,则必须加一最小的场强为 的匀强电场.
分析:由题,小球恰在斜面上做匀速圆周运动,重力沿斜面向下的分力与电场力平衡或重力与电场力平衡,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律和圆周运动公式求出周期.当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,场强最小.
解答:解:小球恰在斜面上做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,
根据牛顿第二定律得
qvB=m
得到,r=
,
周期T=
=
=
得到,B=
当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,电场力最小,场强最小,则有
Eminq=mgsinθ
得到,Emin=
.
故答案为:
.
根据牛顿第二定律得
qvB=m
v2 |
r |
得到,r=
mv |
qB |
周期T=
2πr |
v |
2πm |
qB |
2π |
ω |
得到,B=
mω |
q |
当重力沿斜面向下的分力与电场力平衡时,电场力最小,场强最小,则有
Eminq=mgsinθ
得到,Emin=
mgsinθ |
q |
故答案为:
mgsinθ |
q |
点评:本题小球在复合场中做匀速圆周运动,除洛伦兹力外,其他力的合力为零,仅由洛伦兹力提供向心力.解答此类问题,正确的受力分析是关键.
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