分析 (1、2)小球受重力、摩擦力(可能有)、弹力(可能有)、向右的洛伦兹力、向左的电场力,当洛伦兹力等于电场力时,合力等于重力,加速度最大;
当洛伦兹力大于电场力,且滑动摩擦力与重力平衡时,速度最大,从而确定小球运动情况.
(3)对小球进行受力分析,依据牛顿第二定律,即可求解加速度大小为$\frac{1}{2}$am时小球的速度,注意有两种情况.
解答 解:(1)小球受重力、摩擦力(可能有)、弹力(可能有)、向左的洛伦兹力、向右的电场力,
当洛伦兹力等于电场力时,合力等于重力,加速度最大,
当洛伦兹力大于电场力,且滑动摩擦力与重力平衡时,速度最大,
那么小球先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速度,最后做匀速直线运动;
(2)由上分析,则有:
mg=mamax;
qE=qvB
解得:amax=g;
(3)当洛仑兹力等于电场力时,摩擦力为零,此时加速度为g,达最大;此后速度继续增大,则洛仑兹力增大,水平方向上的合力增大,摩擦力将增大;加速度将减小,故最大加速度的一半会有两种情况,一是在洛仑兹力小于电场力的时间内,另一种是在洛仑兹力大于电场力的情况下,
则:$\frac{g}{2}$=$\frac{mg-μ(qE-Bq{v}_{1})}{m}$,
解得:v1=$\frac{2μqE-mg}{2μqB}$;
当洛伦兹力大于电场力时,则有:$\frac{g}{2}$=$\frac{mg-μ(Bq{v}_{2}-qE)}{m}$,
解得:v2=$\frac{2μqE+mg}{2μqB}$;
答:(1)小球先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速度,最后做匀速直线运动;
(2)小球的最大加速度g;
(3)当小球的加速度大小为$\frac{1}{2}$am时小球的速度分别为$\frac{2μqE-mg}{2μqB}$ 与$\frac{2μqE+mg}{2μqB}$.
点评 本题要注意分析带电小球的运动过程,属于牛顿第二定律的动态应用与电磁场结合的题目,此类问题要求能准确找出物体的运动过程,并能分析各力的变化,对学生要求较高.
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 0.02s,314V | B. | 0.01s,314V | C. | 0.02s,220V | D. | 0.01s,220V |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 振荡电流i在增大 | B. | 电容器正在放电 | ||
C. | 电容器中的电场强度正在增大 | D. | 电场能正在向磁场能转化 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 0.6m | B. | 0.8m | C. | 1.6m | D. | 1.8m |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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