Question

【題目】如圖所示，質量為0.1g的小球，帶有5×10-4C的正電荷，套在一根與水平方向成37°角的足夠長的絕緣桿上，小球與桿之間的動摩擦因數為μ=0.5，桿所在空間有磁感應強度B=0.4T的勻強磁場，小球由靜止開始下滑，它的最大加速度為________m／s2，最大速率為________m／s.

Answer 1

【答案】 6m/s2， 10m/s．

【解析】以小球為研究對象，通過分析受力可知。小球受重力，垂直桿的支持力和洛倫茲力，摩擦力，由牛頓第二定律得：

mgsinθμFN=ma

qvB+FNmgcosθ=0

解得：mgsinθμ(mgcosθqvB)=ma

當mgcosθqvB =0時,即v= 時，小球的加速度最大，此時：

am=gsinθ=10×0.6m/s2=6m/s2；

而當a=0,即：mgsinθ=μ(qvBmgcosθ)時，小球的速度最大，此時：

代入數據點：vm=10m/s