摘要:如图所示.一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下.固定在水平面上.整个空间存在匀强磁场.磁感应强度方向竖直向下.一电荷量为q(q>0).质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动.圆心为O′.球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<).为了使小球能够在该圆周上运动.求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率.(重力加速度为g)[2008年高考·四川理综卷] 解析:据题意.小球P在球面上做水平的匀速圆周运动.该圆周的圆心为 O′.P受到向下的重力mg.球面对它沿OP方向的支持力FN和磁场的洛伦兹力F=qvB(式中v为小球运动的速率). 洛伦兹力F的方向指向 O′.根据牛顿第二定律有: FNcos θ-mg=0 F-FNsin θ=m 由以上各式可得: v2-v+=0 由于v是实数.必须满足 Δ=()2-≥0 由此得:B≥ 可见.为了使小球能够在该圆周上运动.磁感应强度大小的最小值为: Bmin= 此时.带电小球做匀速圆周运动的速率为: v= 即v=sin θ. 答案: sin θ

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