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如图所示,用铝板制成的形板框,将一质量为m的带电小球用绝缘细杆悬挂在框中。现使整体在匀强磁场B中沿垂直于磁场方向以加速度a向左做匀加速直线运动。此时杆与竖直方向成30°夹角。求框加速过程中杆对小球的拉力与加速度a的大小。(设框中的磁场强度B始终保持不变,球在框的中央)
解:设竖直板的长度为L,小球带电量为q,则
水平两板之间的电势差U=BLv
两板之间的电场强度
带电小球所受电场力F=qE=Bqv
洛伦兹力F=Bqv
结合左、右手定则可判定出电场力与洛伦兹力的方向相反,故二者是平衡力。因此小球所受重力和杆的作用力的合力大小为ma,方向水平向左(如图所示)

又因为此时杆与竖直方向夹角为30°,由几何关系知
F=
ma=mgtan30°
练习册系列答案
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如图所示,用铝板制成“?”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动,悬线拉力为T,则(  )

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如图所示,用铝板制成“”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动,悬线拉力为F.则(    )

A.悬线竖直,F=mg

B.悬线竖直,F<mg

C.v选择合适的大小,可使F=0

D.因条件不足,F与mg的大小关系无法确定

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科目:高中物理 来源:2013届四川省成都市高新区高三2月月考物理试卷(带解析) 题型:单选题

如图所示,用铝板制成“”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框内,让整体在垂直向里的匀强磁场中做匀速运动时,悬线拉力为T,则

A.向左匀速运动时,悬线竖直,T=mg
B.向左匀速运动时,悬线竖直,T<mg
C.向右匀速运动时,悬线竖直,T=mg
D.不论是向左还是向右匀速运动,只要v的大小选择合适,都可能使T=O

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科目:高中物理 来源:新人教版高三物理选修3-2电磁感应规律的综合应用专项练习(解析版) 题型:选择题

如图所示,用铝板制成U型框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬挂拉力为FT,则(  )

A.悬线竖直,FT=mg

B.悬线竖直,FT>mg

C.悬线竖直,FT<mg

D.无法确定FT的大小和方向

 

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科目:高中物理 来源:2012届云南省高二下学期期中考试 题型:选择题

如图所示,用铝板制成“U”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V匀速运动,若悬线拉力为F,则

A、悬线竖直,F=mg

B、悬线竖直,F<mg

C、适当选择V的大小可使F=0

D、因条件不足,F与mg的大小关系无法确定

 

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