2.带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动

(1)带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡,而洛伦兹力充当向心力。

[例题21]一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____,旋转方向为_____。若已知圆半径为r,电场强度为E磁感应强度为B,则线速度为_____。

解:因为必须有电场力与重力平衡,所以必为负电;由左手定则得逆时针转动;再由

(2)与力学紧密结合的综合题,要认真分析受力情况和运动情况(包括速度和加速度)。必要时加以讨论。

[例题22]质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示,电场强度为E,磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长,电场和磁场也足够大, 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。

解:不妨假设设小球带正电(带负电时电场力和洛伦兹力都将反向,结论相同)。刚释放时小球受重力、电场力、弹力、摩擦力作用,向下加速;开始运动后又受到洛伦兹力作用,弹力、摩擦力开始减小;当洛伦兹力等于电场力时加速度最大为g。随着v的增大,洛伦兹力大于电场力,弹力方向变为向右,且不断增大,摩擦力随着增大,加速度减小,当摩擦力和重力大小相等时,小球速度达到最大

若将磁场的方向反向,而其他因素都不变,则开始运动后洛伦兹力向右,弹力、摩擦力不断增大,加速度减小。所以开始的加速度最大为;摩擦力等于重力时速度最大,为

 0  409797  409805  409811  409815  409821  409823  409827  409833  409835  409841  409847  409851  409853  409857  409863  409865  409871  409875  409877  409881  409883  409887  409889  409891  409892  409893  409895  409896  409897  409899  409901  409905  409907  409911  409913  409917  409923  409925  409931  409935  409937  409941  409947  409953  409955  409961  409965  409967  409973  409977  409983  409991  447090 

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