Question

在匀强磁场和匀强电场中，水平放置一绝缘直棒，棒上套着一个带正电的小球，如图所示，小球与棒间滑动摩擦因数μ＝0.2，小球质量M＝1×10^－4 kg，电量q＝2×10^－4 C，匀强电场水平向右，E＝5 N/C，磁场垂直纸面向里，B＝2 T，取g＝10 m/s²，求：

(1)小球的加速度最大时，它的速度多大？最大加速度多大？

(2)如果棒足够长，小球的最大速度多大？

(3)说明A球达到最大速度后能量转化关系？

Answer 1

答案：
解析：

(1)小球开始在电场力作用下向右运动，则A球受重力，水平向右的电场力，垂直杆向上的弹力和洛伦兹力，沿杆水平向左的摩擦力． 　　则　而， 　　∴　∴当时，a最大 　　　此时＝2.5 m/s 　　(2)随着小球v的增大，洛伦兹力逐渐增大 　　当后，杆对小球的弹力反向，则 　　当a＝0时，即， 　　(3)达到最大速度后，小球做匀速运动 　　洛伦兹力、重力、弹力不做功，电场力做正功，摩擦力做负功． 　　消耗的电能用于克服摩擦阻力做功产生的焦耳热．