如图甲,用一根长L=0.8m的绝缘不可伸长的轻质细绳,将一带电小球悬挂在O点,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中.现将小球从悬点O的右侧水平位置由静止释放(绳刚好拉直),

◎ 题目

如图甲,用一根长L=0.8m的绝缘不可伸长的轻质细绳,将一带电小球悬挂在O点,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中.现将小球从悬点O的右侧水平位置由静止释放(绳刚好拉直),小球便在垂直磁场的竖直平面内左右摆动.用拉力传感器(图中未画出)测出绳中的拉力F随时间t变化规律如图乙(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)小球带何种电荷;
(2)小球运动到最低点时速度大小;
(3)小球的质量.

魔方格

◎ 答案

(1)小球从左往右运动时的拉力大于小球从右向左运动时的拉力,知从左往右运动时洛伦兹力向下,根据左手定则,知小球带正电荷.
(2)由动能定理 mgL=
1
2
mv2
     解得 v=

2gL
=4
m/s   
(3)根据牛顿定律,小球向左通过最低点时  F1-mg-qvB=m
v2
L

小球向右通过最低点时  F2-mg+qvB=m
v2
L

由以上各式解得      m=1g

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲,用一根长L=0.8m的绝缘不可伸长的轻质细绳,将一带电小球悬挂在O点,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中.现将小球从悬点O的右侧水平位置由静止释放(绳刚好拉直),…”主要考查了你对  【向心力】,【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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