题目内容
如图3-5-5所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁感线垂直且水平放置的、长为L的摆线,拉一质量为m、带有+q电荷量的摆球,试求摆球通过最低位置时绳上的拉力F.图3-5-5
思路分析:摆球在运动过程中受重力mg、弹力F及洛伦兹力f三力作用,其中弹力F、洛伦兹力f都随小球速度改变而改变,但这两种力始终与摆球运动方向垂直,不做功,只有重力做功.欲求摆球通过最低位置时绳上拉力F,需建立小球在最低位置时的牛顿第二定律方程,再由能量观点求出最低位置时的速度即可.不过由于洛伦兹力方向与速度方向相关,本题应讨论向左、向右过最低位置的两种情况.
解析:以摆球为研究对象,根据机械能守恒:mgL=mv2
当单摆球向左经最低位置时,由牛顿第二定律:F-mg-f=
且f=qvB,联立以上各式:F=3mg+Bq
当向右摆动到最低点时,f的方向则向上,由牛顿第二定律:F+f-mg=
联立解得:F=3mg-Bq.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目