如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中

1个回答

  • 解题思路:(1)小球恰好通过最高点时,轨道对球无作用力,向心力等于重力和洛伦兹力的合力,由

    F

    =m

    v

    2

    R

    ,可知在最高点时的速度和受到的洛伦兹力.

    (2)从水平轨道到最高点的过程中,只有重力做功,由机械能守恒可得知小球的初速度.

    解析:(1)设小球在最高点的速度为v,则小球在最高点所受洛伦兹力为:

    F=qvB…①

    方向竖直向上;由于小球恰好能通过最高点,故小球在最高点由洛伦兹力和重力共同提供向心力,即:

    mg-F=

    mv2

    R…②

    ①②两式联立得:v=1m/s,F=8×10-4N

    (2)由于无摩擦力,且洛伦兹力不做功,所以小球在运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律可得:

    [1/2m

    v20]=mgh+[1/2]mv2…③

    其中h=2R…④

    解得:v0=

    21m/s

    答:(1)小球在最高点所受的洛伦兹力8×10-4N;

    (2)小球的初速度v0

    21m/s

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 解答该题要挖掘出恰能通过圆形轨道的最高点所隐藏的隐含条件,就是对轨道无压力,该题在此时提供向心力的是重力和洛伦兹力的合力,这是解决此题的关键.

相关问题