如图所示,用铝板制成的形板框,将一质量为m的带电小球用绝缘细杆悬挂在框中。现使整体在匀强磁场B中沿垂直于磁场方向以加速度a向左做匀加速直线运动。此时杆与竖直方向成30

◎ 题目

如图所示,用铝板制成的形板框,将一质量为m的带电小球用绝缘细杆悬挂在框中。现使整体在匀强磁场B中沿垂直于磁场方向以加速度a向左做匀加速直线运动。此时杆与竖直方向成30°夹角。求框加速过程中杆对小球的拉力与加速度a的大小。(设框中的磁场强度B始终保持不变,球在框的中央)

◎ 答案

解:设竖直板的长度为L,小球带电量为q,则
水平两板之间的电势差U=BLv
两板之间的电场强度
带电小球所受电场力F=qE=Bqv
洛伦兹力F=Bqv
结合左、右手定则可判定出电场力与洛伦兹力的方向相反,故二者是平衡力。因此小球所受重力和杆的作用力的合力大小为ma,方向水平向左(如图所示)

又因为此时杆与竖直方向夹角为30°,由几何关系知
F=
ma=mgtan30°

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,用铝板制成的形板框,将一质量为m的带电小球用绝缘细杆悬挂在框中。现使整体在匀强磁场B中沿垂直于磁场方向以加速度a向左做匀加速直线运动。此时杆与竖直方向成30…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【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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