Question

6．在一根足夠長的豎直絕緣桿上，套著一個質量為m、帶電量為-q的小球，球與桿之間的動摩擦因數為μ．場強為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場方向如圖所示，小球由靜止開始下落．小球開始下落時的加速度為g-$\frac{μEq}{m}$，小球運動的最大加速度為g．

Answer 1

分析 對小環進行受力分析，再根據各力的變化，可以找出合力及加速度的變化；即可以找出小環最大速度及最大加速度的狀態．

解答 解：小環靜止時只受電場力、重力及摩擦力，電場力水平向右，摩擦力豎直向上；開始時，小環的加速度應為a=$\frac{mg-μEq}{m}$=g-$\frac{μEq}{m}$；
小環速度將增大，產生洛侖茲力，由左手定則可知，洛侖茲力向左，故水平方向合力將減少，摩擦力減少，故加速度增加；當qvB=qE時水平方向合力為0，摩擦力減小到0，加速度達到最大，所以小環由靜止沿棒下落的最大加速度為a=$\frac{mg}{m}$=g
故答案為：g-$\frac{μEq}{m}$；g．

點評 本題要注意分析帶電小環的運動過程，屬于牛頓第二定律的動態應用與電磁場結合的題目，此類問題要求能準確找出物體的運動過程，并能分析各力的變化，對學生要求較高．同時注意因速度的變化，導致洛倫茲力變化，從而使合力發生變化，最終導致加速度發生變化．