Question

用一根长L=0.8 m的绝缘轻绳，吊一质量为m=1.0 g的带电小球，放在磁感应强度B=2.5 T，方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右侧，轻绳刚好水平拉直，将小球山静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动.当小球第一次摆到最低点时，悬线的拉力恰好为0.5mg(取重力加速度g=10 m/s²).试求：

(1)小球带何种电荷?电量为多少?

(2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大?

Answer 1

解：(1)设小球第一次到达最低点时的速度为v，则由动能定理(或机械能守恒定律)可得：

mgL=mv² 

在最低点由向心力公式得：

Bqv+0.5mg-mg=m

解得q=2.5×10^-3 C 

根据左手定则可判断小球带负电 

(2)根据机械能守恒定律可知，小球第二次到达最低点时速度大小仍为v，

由向心力公式得：F-Bqv-mg=m 

解得F=5.5×10^-2 N