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(1)设小球的电荷量为q,质量为m,小球沿杆以速度v向下作匀速运动时,受力情况如图所示,由平衡条件有:
F洛=N=qvB
F电=f
F电=qE
f=μN
由以上式子可解得:v=[10E/3B]
小球作圆周运动的速度大小等于v=[10E/3B].
(2)小球在磁场中作匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,则有:
qvB=m
v2
R
又有:R=
l
3
∴可得:v=
qBl
3m
小球从a运动到b过程中,由动能定理得:
W电−Wf=
mv2
2
小球从a运动到b过程中,电场力所做的功为:
W电=qEl=μqBvl=
q2B2l2
10m
则:Wf=W电−
mv2
2=
q2B2l2
10m−
mq2B2l2
2×9m2=
2q2B2l2
45m
∴
Wf
W电=
4
9.
答:(1)带电小球在虚线下方作圆周运动的速度大小为[10E/3B].
(2)带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值为[4/9].
点评:
本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;牛顿第二定律;向心力;动能定理的应用;带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 带电粒子在电场、磁场的复合场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解.在解答有变力做功时,常用功能关系来解决问题.
1年前
你能帮帮他们吗