(2008•西城区模拟)如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,与水平方向成θ角.杆上套一

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  • 解题思路:(1)根据洛伦兹力的变化,从而影响合力的变化,由牛顿第二定律来确定小球的运动情况.

    (2)对小球受力分析,根据牛顿第二定律,当滑动摩擦力等于零时,则加速度最大,即可求出最大加速度;

    (3)小球受力分析,当合力等于零时,速度达到最大,根据洛伦兹力与速度的关系,即可求解.

    (2)由于洛伦兹力作用下,导致压力减小,则滑动摩擦力也减小,所以加速度增加,当洛伦兹力大于重力的垂直于杆的分力时,导致滑动摩擦力增大,从而出现加速度减小,直到处于受力平衡,达到匀速直线运动.

    因此小球先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动.

    (2)当杆对小球的弹力为零时,小球加速度最大.

    小球受力如图2所示

    根据牛顿第二定律得gsinθ=得a

    解得:a=gsinθ

    (3)当小球所受合力为零时,速度最大,设最大速度为v

    小球受力如图2所示

    根据平衡条件qvB=N+得g2osθ

    得gsinθ=f

    滑动摩擦力f=μN

    解得:v得=

    得g(sinθ+μ2osθ)

    μBq

    答:(2)先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动;

    (2)小球在运动过程中最大加速度的大小gsinθ;

    (3)小球在运动过程中最大速度的大小为 v得=

    得g(sinθ+μ2osθ)

    μBq.

    点评:

    本题考点: 洛仑兹力;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.

    考点点评: 考查如何对物体受力分析,理解牛顿第二定律的应用,抓住滑动摩擦力等于零时,加速度最大.而合力为零时,速度最大.注意洛伦兹力与速度的存在紧密联系.

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