Question

用一根長L=0.8 m的絕緣輕繩，吊一質量為m=1.0 g的帶電小球，放在磁感應強度B=2.5 T，方向如圖所示的勻強磁場中.把小球拉到懸點的右側，輕繩剛好水平拉直，將小球山靜止釋放，小球便在垂直于磁場的豎直平面內擺動.當小球第一次擺到最低點時，懸線的拉力恰好為0.5mg(取重力加速度g=10 m/s²).試求：

(1)小球帶何種電荷?電量為多少?

(2)當小球第二次經過最低點時，懸線對小球的拉力多大?

Answer 1

解：(1)設小球第一次到達最低點時的速度為v，則由動能定理(或機械能守恒定律)可得：

mgL=mv² 

在最低點由向心力公式得：

Bqv+0.5mg-mg=m

解得q=2.5×10^-3 C 

根據左手定則可判斷小球帶負電 

(2)根據機械能守恒定律可知，小球第二次到達最低點時速度大小仍為v，

由向心力公式得：F-Bqv-mg=m 

解得F=5.5×10^-2 N