题目内容

如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5´10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成q=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数m=0.4,这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.

 

答案:见详解
解析:

m<tan37°,∴ 小球可以从静止开始沿杆下滑,由左手定则判断得小球所受的洛仑兹力方向垂直杆向上,随着下滑速度的增大,洛仑兹力也增大,杆给球的弹力先由垂直杆向上逐渐减小为零,再由垂直杆向下逐渐增大.小球的受力情况如图所示,由牛顿第二定律得:

mgsinq-f=ma

又∵ f=mN

qvB-N-mgcosq=0

f=0时,既v=mgcosq/qB时,小球的加速度最大,此时am=gsinq=10´=6m/s2

而当a=0mgsinq=mN=m(qvB-mgcsoq)时,小球的速度最大,

此时vm==9.2m/s

 


提示:


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