Question

如圖所示，質(zhì)量m=0.1 g的小球，帶有q=5×10^-4C的正電荷，套在一根與水平方向成θ=37°角的絕緣桿上，小球可以沿桿滑動(dòng)，與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，這個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求小球無(wú)初速釋放后沿桿下滑的最大加速度和最大速度.（g取10 N/kg）

 

Answer 1

【答案】

6 m/s²　9.2 m/s

【解析】（1）根據(jù)題意因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2012121815062304533535/SYS201212181507276703115873_DA.files/image001.png">，所以小球剛開(kāi)始做加速下落，小球下落過(guò)程中，豎直向下的重力，垂直斜面向上的洛倫茲力，和斜面給的摩擦力，剛開(kāi)始小球的速度比較小，此時(shí)，即，小球做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，F(xiàn)在增大，在減小，所以在減小，小球的合力即沿斜面方向的合力在增大，即小球的加速度在增大，當(dāng)時(shí)小球在垂直斜面方向上的合力為零，即小球與斜面間的正壓力為零，所以摩擦力為零，，之后，，此時(shí)小球仍在做加速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的增大，在增大，f在增大，所以在減小，即加速度在減小，所以當(dāng)時(shí)加速度最大，因?yàn)榇藭r(shí)，所以，

(2)當(dāng)時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大，最后小球做減速運(yùn)動(dòng)，所以有最大速度，故，

所以

思路分析：小球在向下滑落的過(guò)程中，受到的洛倫茲力是變力，導(dǎo)致小球與斜面間的正壓力在變化，從而導(dǎo)致小球的合力在變化，可通過(guò)分析，，三個(gè)過(guò)程中小球的運(yùn)動(dòng)情況，找出加速度最大，速度最大的臨界條件，從而解題

試題點(diǎn)評(píng)：本題考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律與電磁學(xué)相結(jié)合的題目，是一道小型綜合題，關(guān)鍵是找出加速度最大，速度最大的臨界條件，突破口是分析，，三個(gè)過(guò)程中小球的運(yùn)動(dòng)情況，