Question

12．如图所示，地面上方存在一匀强磁场，磁感应强度方向为水平方向，磁感应强度的大小为B，一带电荷量为-q的小球，质量为m，以初速度v₀竖直向上射入匀强磁场中，重力加速度为g，空气阻力不计，求当小球到达高度为h的P点时，小球所受洛伦兹力的大小F_洛．

Answer 1

分析 a到b，洛伦兹力不做功，只有重力做功，可求得B点的速度；再由洛伦兹力公式F=qvB解得F大小．

解答 解：对小球从入射开始到达最高点P点过程中，只有重力做功，由动能定理得：
-mgh=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²    
解得P点速度为：
v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}-2gh}$
由洛伦兹力公式有：F=qvB    
即为：F=qB$\sqrt{{v}_{0}^{2}-2gh}$
答：小球所受洛伦兹力的大小F_洛为qB$\sqrt{{v}_{0}^{2}-2gh}$

点评 本题要求同学们会用左手定则判定受力方向，注意四指指正电荷运动的方向；能根据洛伦兹力充当向心力列式求解，注意在求解最高点速度时，要明确洛伦兹力永不做功，掌握功能关系的准确应用．