如图所示,在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中,有一竖直固定绝缘杆,小球P套在杆上,已知P的质量为,电荷量为,P与杆间的动摩擦因数为,电场强度为,磁感应强度为,
◎ 题目
如图所示,在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中,有一竖直固定绝缘杆,小球P套在杆上,已知P的质量为,电荷量为,P与杆间的动摩擦因数为,电场强度为,磁感应强度为,小球由静止起开始下滑,设电场、磁场区域足够大,杆足够长,求: (1)当下滑加速度为最大加速度一半时球的速度; (2)当下滑速度为最大下滑速度一半时球的加速度。 |
◎ 答案
(1)在达到之前,当时,速度为: 当达到后,时,速度为:,其中存在是有条件的,只有≤2时,在增加阶段才有存在可能。 (2) |
◎ 解析
因电场力方向与洛伦兹力方向相反,小球先做加速度逐渐增大的加速运动,当加速度达到最大后,又做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大。因此,加速度达到最大之前,加速度可能取最大值的一半,加速度达到最大值后,一定有某一时刻加速度为最大加速度的一半。小球速度(达到最大值前)始终在增大,一定只有某一时刻速度为最大速度的一半,要分别研究这一时刻是在加速度最大之前还是之后。
(1)小球刚开始下滑时速度较小,<, 受力分析如图甲所示,由牛顿第二定律得: …①,当=时,达最大为。随的增大,>,小球受力如图乙所示。 则: …②
将分别代人①式和②式,解得在达到之前,当时,速度 为: 当达到
上一篇:已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l的绝缘细绳一端固定在O点,另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球。小球原来静止在C点。当给小球一个水平冲量后,它可
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