Question

【題目】如圖所示，套在很長(zhǎng)的絕緣直棒上的帶正電的小球，其質(zhì)量為m ， 帶電荷量為＋q ， 小球可在棒上滑動(dòng)，現(xiàn)將此棒豎直放在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B ， 小球與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ ， 求小球由靜止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(設(shè)小球電荷量不變)。

Answer 1

【答案】小球下滑的開始階段受力情況如圖所 示：

根據(jù)牛頓第二定律得mg－μFN＝ma ，
又因?yàn)?/span>FN＝F電－F洛＝qE－qvB ，
當(dāng)v增大到使F洛＝F電 ， 即 時(shí)，摩擦力F＝0，則最大加速度
當(dāng)v>v1時(shí)，小球受力情況如圖所示：

由牛頓第二定律有：mg－μFN＝ma ，
因?yàn)?/span>FN＝F洛－qE ， F洛＝qvB
所以當(dāng)v大到使摩擦力F＝mg時(shí)，a＝0，此時(shí)v達(dá)到最大值，即：mg＝μ(qvmaxB－qE)，
所以最大速度
【解析】本題對(duì)棒的受力分析至關(guān)重要，分析清楚受力情況是本題的關(guān)鍵之處。
【考點(diǎn)精析】利用洛倫茲力對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功．