题目内容
如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场．在这个电、磁场共存的区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为m、带电荷量为+q的金属环．已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为
，且mg<qE．现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷量不变．
(1)求金属环运动的最大加速度的大小；
(2)求金属环运动的最大速度的大小．
（1）
（2）
解析:
(1)开始时金属环速度为零，所受的摩擦力为最小，此时金属环所受的合外力最大，根据牛顿第二定律得:
解得金属环的最大加速度:
(2）当摩擦力
时，金属环所受的合外力为零，金属环达到最大速度
，则此时所受的洛伦兹力为
,方向垂直纸面向外．
因此，杆对金属环的弹力为:
当金属环达到最大速度时有:
解得:
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如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感强度为B的匀强磁场．在这个电、磁场共同存在的区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为m、带电荷量为+q的金属环．已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为μ，且μmg＜qE．现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷量不变．