Question

如圖甲，用一根長(zhǎng)L=0.8m的絕緣不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩，將一帶電小球懸掛在O點(diǎn)，整個(gè)裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)將小球從懸點(diǎn)O的右側(cè)水平位置由靜止釋放（繩剛好拉直），小球便在垂直磁場(chǎng)的豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng)．用拉力傳感器（圖中未畫出）測(cè)出繩中的拉力F隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙（取重力加速度g=10m/s²）．求：
（1）小球帶何種電荷；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小；
（3）小球的質(zhì)量．

Answer 1

（1）小球從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力大于小球從右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力，知從左往右運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則，知小球帶正電荷．
（2）由動(dòng)能定理 mgL=

1

2

mv2     解得 v=

2gL

=4m/s   
（3）根據(jù)牛頓定律，小球向左通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)  F1-mg-qvB=m

v2

L

小球向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)  F2-mg+qvB=m

v2

L

由以上各式解得      m=1g