质量为0.1g的小物块,带有-5.0×10-4C的电荷量,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,

◎ 题目

质量为0.1g的小物块,带有-5.0×10-4C的电荷量,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面(设斜面足够长,磁场足够大g=10m/s2
(1)物块离开斜面时的速度是多少?
(2)物块在斜面上滑行的最大距离是多大?
(3)物块离开斜面后最终的运动状态以及速度是多少?

魔方格

◎ 答案


(1)当物块将离开斜面时,斜面对物块的支持力为零,设此时物块速度为v,
F=qvB=mgcos30°
V=
mgcos30°
qB
=2

3
m/s
(2)物块离开斜面前匀加速下滑,设滑行最大距离为s
mgsin30°=ma
a=gsin30°=5m/s2
2as=v2-0
s=
v2
2a
=1.2m;
(3)离开斜面后,物体受重力和洛仑兹力的作用;由于洛仑兹力不做功,只有重力做功,速度增大;洛仑兹力增大,当洛仑兹力等于重力且方向竖直向上时,二者相等,物体达到最终的平衡状态,故最终时有:Bqv1=mg
v1=
mg
Bq
=
0.1×10-3×10
0.5×5.0×10-4
=4m/s;
答:(1)离开斜面时的速度为2

3
m/s;(2)在斜面上滑行的最大距离为1.2m;(3)最终物体将做匀速直线运动,最终的速度为4m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为0.1g的小物块,带有-5.0×10-4C的电荷量,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】,【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  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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