Question

在匀强磁场和匀强电场中，水平放置一绝缘直棒，棒上套着一个带正电的小球，如图11-3-4示，小球与棒间滑动摩擦因数μ=0.2，小球质量M=1×10^-4kg，电量q=2×10^-4C，匀强电场水平向右，E=5N/C，磁场垂直纸面向里，B=2T，取g=10m/s²，求：

（1）小球的加速度最大时，它的速度多大？最大加速度多大？

（2）如果棒足够长，小球的最大速度多大？

 

Answer 1

【答案】

（1） （2）

【解析】

⑴开始对小球受力分析（重力、向上的弹力、向右的电场力、摩擦力）然后向右运动，又多受一个竖直向上的洛仑兹力。速度增大、洛仑兹力增大、向上的弹力减小、摩擦力减小、向右的加速度增大；速度继续增大、洛仑兹力继续增大、向上的弹力继续减小、摩擦力继续减小、向右的加速度继续增大；当摩擦力为零时，加速度最大。

竖直方向：推出

水平方向：

⑵接着上面的运动分析：速度再继续增大、洛仑兹力再继续增大、就变成向下的弹力继续增大、摩擦力从无到有、向右的加速度减小；当摩擦力等于电场力时，加速度为零，小球速度最大。

水平方向：

竖直方向：推出