如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.5,这个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,求小球无初
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/30 06:00:22
![如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.5,这个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,求小球无初](/uploads/image/z/4368339-27-9.jpg?t=%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E8%B4%A8%E9%87%8Fm%3D0.1g%E7%9A%84%E5%B0%8F%E7%90%83%2C%E5%B8%A6%E6%9C%89q%3D5%C3%9710-4C%E7%9A%84%E6%AD%A3%E7%94%B5%E8%8D%B7%2C%E5%A5%97%E5%9C%A8%E4%B8%80%E6%A0%B9%E4%B8%8E%E6%B0%B4%E5%B9%B3%E6%96%B9%E5%90%91%E6%88%90%CE%B8%3D37%C2%B0%E7%9A%84%E7%BB%9D%E7%BC%98%E6%9D%86%E4%B8%8A%2C%E5%B0%8F%E7%90%83%E5%8F%AF%E4%BB%A5%E6%B2%BF%E6%9D%86%E6%BB%91%E5%8A%A8%2C%E4%B8%8E%E6%9D%86%E9%97%B4%E7%9A%84%E5%8A%A8%E6%91%A9%E6%93%A6%E5%9B%A0%E6%95%B0%CE%BC%3D0.5%2C%E8%BF%99%E4%B8%AA%E8%A3%85%E7%BD%AE%E6%94%BE%E5%9C%A8%E7%A3%81%E6%84%9F%E5%BA%94%E5%BC%BA%E5%BA%A6B%3D0.4T%E7%9A%84%E5%8C%80%E5%BC%BA%E7%A3%81%E5%9C%BA%E4%B8%AD%2C%E6%B1%82%E5%B0%8F%E7%90%83%E6%97%A0%E5%88%9D)
如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.5,这个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,求小球无初
如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,
小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.5,这个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.
什么时候有最大加速度和最大速度?
如图所示,质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.5,这个装置放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,求小球无初
解析:
首先,现对小球进行受力分析.由于题目共涉及重力、支持力、摩擦力、洛伦兹力,其中除重力外其余三力均垂直或平行于斜面,所以将重力沿斜面方向正交分解.之后再分析小球受力情况:因为小球只能沿管下滑,所以加速的由平行斜面方向的重力分力和摩擦力的合力决定.又因为小球释放后沿管下滑,所以洛伦兹力垂直斜面向上,而且随速度增加而增加.所以垂直方向上,小球与斜面间的压力会先增大后减小.所以小球刚好与斜面间无相互作用时,即洛伦兹力与重力的垂直分力等大反向时,摩擦力为零.此时平行斜面方向上仅有重力分力产生加速度,为最大加速度.
接着,小球继续加速,洛伦兹力继续增大,使小球与斜面上壁间有压力作用,直到产生的摩擦力与重力平行分力等大反向,此时小球加速度为零,为最大速度时刻.
(1)当摩擦力为零时,仅由重力沿斜面方向分力产生加速度,为最大加速度.a(max)=gsin(37度)=6m/s^2
(2)当摩擦力与重力等大时,速度达到最大值.f(摩擦力)=mgsin(37度)=6X10^(-4)N.
竖直方向上的压力为N=f*μ=1.2X10^(-3)N 所以洛伦兹力大小为F(洛)=N+mgsin(37度)=2X10^(-3)N 所以速度v(max)=10m/s
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