Question

如圖所示，一長為l、質(zhì)量為M的絕緣板靜止在光滑水平面上，板的中點有一個質(zhì)量為m的小物塊，它帶有電荷量為q的正電荷。在絕緣板右側(cè)有一磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的寬度也為l。在水平恒力F的作用下絕緣板與物塊一起向右運動。物塊進(jìn)入磁場前與絕緣板相對靜止，進(jìn)入后與絕緣板產(chǎn)生相對滑動，當(dāng)物塊運動到磁場的右邊界時，恰好位于絕緣板的左端，此時物塊與板間的摩擦力剛好減為零，已知物塊經(jīng)過磁場所用的時間為t。求：

（1）物塊進(jìn)入磁場左邊界時的速度大小；

（2）物塊到達(dá)磁場右邊界時的速度大小；

（3）絕緣板完全穿出磁場時的速度大小。

 

Answer 1

（1）       （2）mg/Bq（3）

   

解析:

（1）  M和m在恒力F作用下一起向右運動，設(shè)小物塊進(jìn)入磁場左邊界時的速度為v₁，由動能定理得

       （6分）

（2）已知物塊到達(dá)磁場右邊界時摩擦力恰好減為零，設(shè)物塊穿出磁場時的速度為v₂

           

（3）設(shè)絕緣板完全穿出磁場時的速度大小為V，此過程中摩擦力的沖量大小為I_f由動量定理得

      （4分）

       （4分）