摘要:16.如图所示.一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下.固定在水平面上.整个空间存在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场.一电荷量为q.质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动.圆心为O′.球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ.为了使小球能够在该圆周上运动.求磁感应强度B的最小值及小球P相应的速率. [解析]据题意可知.小球P在球面上做水平的匀速圆周运动.该圆周的圆心为O′.P受到向下的重力mg.球面对它沿OP方向的支持力FN和磁场的洛伦兹力f洛.则: f洛=qvB 式中v为小球运动的速率.洛伦兹力f洛的方向指向O′ 根据牛顿第二定律有: FNcos θ-mg=0 f洛-FNsin θ=m 可得:v2-v+=0 源:高考%资源网 KS%5U] 源:高考%资源网 KS%5U] 由于v是实数.必须满足: Δ= 由此得:B≥ 可见.为了使小球能够在该圆周上运动.磁感应强度B的最小值为: Bmin= 此时.带电小球做匀速圆周运动的速率为: v= 解得:v=sin θ. 答案 sin θ

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