题目内容
如图所示,一根绝缘杆沿竖直方向放置,杆上有一个带负电的圆环,它的质量为m、电量为q,与杆间的动摩擦因数为μ.所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场,电场强度大小为E、磁感应强度大小为B.现将圆环从静止开始释放,环将沿杆下落,则圆环运动过程中的最大加速度为为 ,最大速度为 .![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_ST/images0.png)
【答案】分析:分析金属环什么条件下合力最大,则加速度最大.由牛顿第二定律求解最大加速度的大小;当金属环做匀速直线运动时速度最大,由平衡条件和洛伦兹力公式求解最大速度
解答:解:(1)圆环带负电,电场力向左,洛伦兹力垂直向内,刚开始时,速度为零,洛伦兹力为零,故加速度最大,有:
mg-f=ma
f=μqE
解得:
a=g-
;
(2)当摩擦力与重力,速度最大,有:
mg-f=0
f=![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/1.png)
解得:v=![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/2.png)
故答案为:g-
,
.
点评:本题关键根据金属环的受力情况分析其运动情况,要紧紧抓住洛伦兹力会随着速度的增大而增大的特点.
解答:解:(1)圆环带负电,电场力向左,洛伦兹力垂直向内,刚开始时,速度为零,洛伦兹力为零,故加速度最大,有:
mg-f=ma
f=μqE
解得:
a=g-
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/0.png)
(2)当摩擦力与重力,速度最大,有:
mg-f=0
f=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/1.png)
解得:v=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/2.png)
故答案为:g-
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/3.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131029200037890576576/SYS201310292000378905765014_DA/4.png)
点评:本题关键根据金属环的受力情况分析其运动情况,要紧紧抓住洛伦兹力会随着速度的增大而增大的特点.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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