Question

如圖所示，在水平天花板下用a、b兩絕緣細線懸掛著一個小球處于靜止狀態(tài)，開始a線豎直，b線伸直。a線=20cm，b線長=40cm。小球的質(zhì)量聊=0.04，帶有=+1.0×10⁴C的電荷。整個裝置處于范圍足夠大的、方向水平且垂直紙面向里勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B=2.0T，不計空氣阻力，取當?shù)氐闹亓�加速度g=l0m／s²，試求：

(1)圖示位置a、b線中的張力、分別為多少?

(2)現(xiàn)將a線燒斷，當小球擺到b線與水平天花板的夾角為( =0．625)時，b線中的張力T為多少?

(3)如果小球擺到最低點時b線恰好斷裂，求此后2s內(nèi)小球的位移是多少?

Answer 1

解：(1)根據(jù)力的平衡條件可知，、線的張力分別為=0

        

(2)設小球擺到線與水平天花板的夾角為時的速度為，根據(jù)機械能守恒定律得：

 

    解得

根據(jù)牛頓第二定律得：

    解得：  

(3)設小球在擺到最低點時的速度為，根據(jù)機械能守恒定律得：

    解得：

    由于

    它們的方向相反，合力為零，所以b線斷裂后小球?qū)⑾蛴易鰟蛩僦本�運動，此后2內(nèi)小球的位移是