题目内容
【题目】如图所示,倾角为的光滑斜面上有NM两点,放入大小为B,方向垂直纸面向外的匀强磁场中,一物体质量为m,带电电荷量为+q,从N点无初速度向下运动,到M点恰好离开斜面,求
(1)带电体离开斜面时的速度大小
(2)带电体在斜面上运动的时间
(3)撤除磁场,换成水平向右的匀强电场,带电体恰好做匀速运动,问带电体从N到M点电场力做的功
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
带电滑块在滑至某一位置时,由于在安培力的作用下,要离开斜面.由光滑斜面,所以小滑块在没有离开斜面之前一直做匀加速直线运动.借助于洛伦兹力公式可求出恰好离开时的速度大小,从而由运动学公式来算出匀加速运动的时间和位移.撤除磁场,换成水平向右的匀强电场时由平衡知识求解场强;根据W=FL求解电场力的功。
(1)球在斜面上下滑过程中,当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直与斜面的分力相等时,小球对斜面压力为零,小球离开斜面。所以Bqv=mgcosθ,
则速率为 ;
(2)小球沿斜面做匀加速运动,加速度为a=gsinθ,
根据v=at
可知
(3)撤除磁场,换成水平向右的匀强电场,带电体恰好做匀速运动,则由平衡知识可知:Eq=mgtanθ,
从N到M电场力的功:W=-qEcosθL;
由(2)可知
联立解得:
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