如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,与水平方向成θ角.杆上套一个质量为m、电量为+q的小球.小球与杆之间的动摩擦因数为μ.从A点开始由静止
◎ 题目
如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,与水平方向成θ角.杆上套一个质量为m、电量为+q的小球.小球与杆之间的动摩擦因数为μ.从A点开始由静止释放小球,使小球沿杆向下运动.设磁场区域很大,杆很长.已知重力加速度为g.求: (1)定性分析小球运动的加速度和速度的变化情况; (2)小球在运动过程中最大加速度的大小; (3)小球在运动过程中最大速度的大小. |
◎ 答案
(1)由于洛伦兹力作用下,导致压力减小,则滑动摩擦力也减小,所以加速度增加,当洛伦兹力大于重力的垂直于杆的分力时,导致滑动摩擦力增大,从而出现加速度减小,直到处于受力平衡,达到匀速直线运动. 因此小球先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动. (2)当杆对小球的弹力为零时,小球加速度最大. 小球受力如图1所示 根据牛顿第二定律 mgsinθ=ma 解得:a=gsinθ (3)当小球所受合力为零时,速度最大,设最大速度为vm 小球受力如图2所示 根据平衡条件 qvmB=N+mgcosθ mgsinθ=f 滑动摩擦力 f=μN 解得:vm=
答:(1)先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动; (2)小球在运动过程中最大加速度的大小gsinθ; (3)小球在运动过程中最大速度的大小为 vm=
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,与水平方向成θ角.杆上套一个质量为m、电量为+q的小球.小球与杆之间的动摩擦因数为μ.从A点开始由静止…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】,【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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