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用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小球由静止释放,小

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  互联网

◎ 题目

用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小球由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动,当小球第一次摆到低点时,悬线的拉力恰好为零(重力加速度g取10m/s2).试问:
(1)小球带何种电荷?电量为多少?
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力多大?
魔方格

◎ 答案

(1)小球第一次摆到最低点时速度水平向左,悬线的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上,由左手定则,拇指向上,让磁感线穿过掌心,四指就指向右,故小球带负电.
下落的过程中只有重力做功,洛伦兹力不做功,所以总功为:mgL
设小球第一次到达最低点速度为v,则由动能定理可得:
mgL=
1
2
mv2

在最低点由向心力公式得:Bqv-mg=m
v2
L

解得q=7.5×10-2C
(2)小球第二次到达最低点速度仍为v,
向心力公式得:F-Bqv-mg=m
v2
L

解得F=0.06N 
答:(1)小球带负电荷,电量为7.5×10-2C;
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力为0.06N.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T,方向如图所示的匀强磁场中,把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直,将小球由静止释放,小…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【动能定理】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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