20.一絕緣桿的一端固定在水平桌面上,與桌面成α角.水平方向勻強磁場垂直于α角所在的平面,如圖所示,有一質量為m的小球,帶電量為+q,通過球心有一小孔.將小球套在此剛性絕緣桿上,小球可在桿上加速滑動,桿與球孔間動摩擦因數(shù)為μ,如桿足夠長,小球下滑的最大速度v=$\frac{mg}{μqB}(sinα+μcosα)$.

分析 小球受重力、垂直桿子向上的洛倫茲力,垂直桿子向上的彈力、摩擦力,當彈力等于零,摩擦力為零,此時加速度最大.當加速度為零時,小球的速度最大.

解答 解:小球受重力、垂直桿子向上的洛倫茲力,桿的彈力、摩擦力的作用;小球勻速運動時,運動速度最大,則:mgsinα=μN   
mgcosα+N=qvB
解得v=$\frac{mg}{μqB}(sinα+μcosα)$
故答案為:$\frac{mg}{μqB}(sinα+μcosα)$

點評 解決本題的關鍵理清小球的運動規(guī)律,知道摩擦力為零時,加速度最大,當加速度為零時,速度最大.

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