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磁场与力学综合

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/20 12:28:14
PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为q斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向水平如图所示。一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩 擦系数为m(m
解题思路: 本题的关键是分析小球的受力情况以及受力对运动状态的影响,分析得到最大加速度和最大速度所对应的受力条件。
解题过程:
(1)带负电小球开始沿杆下滑,根据左手定则可知,小球受垂直于杆向上的洛仑兹力作用,随速度增加,小球受到的洛仑兹力增大,从而杆对球的支持力不断减小,由滑动摩擦定律可知,小球所受滑动摩擦力不断减小,直到摩擦力减小到零时,小球的加速度达到最大,
(2)随着小球的速度不断增大,杆对球的支持力减小到零后改变方向,变为压力且随速度不断增大,从而造成摩擦力不断增大,当小球所受合力为零时,小球速度增大到最大,由平衡条件有:
,解两式得:

最终答案:略