用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小
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用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小
题型:南通模拟
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用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小球由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动,当小球第一次摆到低点时,悬线的拉力恰好为零(重力加速度g取10m/s
2
).试问:
(1)小球带何种电荷?电量为多少?
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力多大?
答案
(1)小球第一次摆到最低点时速度水平向左,悬线的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上,由左手定则,拇指向上,让磁感线穿过掌心,四指就指向右,故小球带负电.
下落的过程中只有重力做功,洛伦兹力不做功,所以总功为:mgL
设小球第一次到达最低点速度为v,则由动能定理可得:
mgL=
1
2
mv
2
在最低点由向心力公式得:
Bqv-mg=m
v
2
L
解得q=7.5×10
-2
C
(2)小球第二次到达最低点速度仍为v,
向心力公式得:
F-Bqv-mg=m
v
2
L
解得F=0.06N
答:(1)小球带负电荷,电量为7.5×10
-2
C;
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力为0.06N.
举一反三
如图所示,在距地面一定高度的地方以初速度v
0
向右水平抛出一个质量为m,带负电,带电量为Q的小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程),求:
(1)若在空间加上一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程增加为原来的2倍,求此电场的场强的大小和方向;
(2)若除加上上述匀强电场外,再加上一个与v
0
方向垂直的水平匀强磁场,使小球抛出后恰好做匀速直线运动,求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向.
题型:不详
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如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场,现有一质量为m、电量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O射入磁场,其入射方向与y的方向成45°角.当粒子运动到电场中坐标为(3L,L)的P点处时速度大小为v
0
,方向与x轴正方向相同.求:
(1)粒子从O点射入磁场时的速度v;
(2)匀强电场的场强E
0
和匀强磁场的磁感应强度B
0
.
(3)粒子从O点运动到P点所用的时间.
题型:济宁一模
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题型:不详
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|
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2
加速度匀加速上升时,摆线恰与竖直方向成θ=37°角,试求小球的角速度和摆线的拉力?(g=10m/s
2
)
题型:洪泽县模拟
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A.小球通过最高点时速度可能为零
B.小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零
C.小球通过最底点时速度大小可能等于2
gL
D.小球通过最底点时所受轻绳的拉力可能等于5mg
题型:海门市模拟
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