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精英家教网如图所示,质量m=1g的小物块,电量q=+2×10-3C,放在倾角为370的绝缘光滑斜面上,整个斜面处在B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里.物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,开始离开斜面(设斜面足够长,g=10m/s2),求:
(1)物体离开斜面时的速度为多大?
(2)物体在斜面上滑行的最大距离?
分析:物块在离开斜面前,在垂直斜面方向合力为零,沿斜面方向具有合力,根据牛顿第二定律求出在斜面上运动时的加速度,当洛伦兹力与重力垂直斜面方向的分力相等时,支持力为零,物体刚好离开斜面,根据平衡求出物体离开斜面时的速度,结合速度位移公式求出物体在斜面上滑行的最大距离.
解答:解:分析物块的受力,垂直于斜面方向:N+Bqv=mgcos37°,
平行于斜面方向:mgsin37°=ma,
解得:a=gsin37°=6m/s2
(1)当Bqv=mgcos37°时,N=0,物体恰要离开斜面;
解得:v=
mgcos37°
qB

代入数据得:v=8m/s;
(2)由v2=2as得:s=
v2
2a

代入数据得:v≈5.3m
答:(1)物体离开斜面时的速度为8m/s.
(2)物体在斜面上滑行的最大距离为5.3m.
点评:解决本题的关键知道物体在斜面上运动时,加速度恒定,当支持力为零时,即重力垂直斜面的分力等于洛伦兹力时,物块刚好离开斜面.
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