Question

如图所示，质量为0.1g的有孔小球，带有5×10-4c的正电荷，套在一根与水平方向成37°的足够长的绝缘杆上，小球与杆之

Answer 1

解题思路：以小球为研究对象，分析受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律求解最大加速度．当小球匀速下滑时速度最大，由平衡条件求出最大速度．

以小球为研究对象，通过分析受力可知．由牛顿第二定律得：

mgsinθ-μF_N=ma

qvB+F_N-mgcosθ=0

解得：

mgsinθ-μ（mgcosθ-qvB）=ma

当F_f=0时，即v=[mgcosθ/qB]时，小球的加速度最大，此时：

a_m=gsinθ=10×0.6m/s²=6m/s²；

而当a=0，即：mgsinθ=μ（qvB-mgcosθ）时，小球的速度最大，此时：

v_m=[mgsinθ+μmgcosθ/μqB]=

0.0001×10×0.6+0.5×0.0001×10×0.8

0.5×5×10−4×0.4m/s=10m/s

故选：C．

点评：

本题考点： 带电粒子在混合场中的运动．

考点点评： 本题运用牛顿运动定律分析小球的运动情况是关键．若磁场方向反向，情况更为复杂，要注意洛伦兹力与速度成正比，根据洛伦兹力与重力垂直于杆的分力大小判断杆的弹力方向．