如图所示,在空间有匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B,光滑绝缘空心细管MN的长度为h,管内M端有一质量为m、带正电q的小球,开始时小球相对管静止.管带着小球

◎ 题目

如图所示,在空间有匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B,光滑绝缘空心细管MN的长度为h,管内M端有一质量为m、带正电q的小球,开始时小球相对管静止.管带着小球沿垂直于管长度方向以恒定速度向图中右方运动,设重力及其他阻力均可忽略不计.求

(1)当小球相对管上升的速度为v时,小球上升的加速度多大?
(2)小球从管的另一端N离开管口后,在磁场中做圆周运动的圆半径R多大?
(3)小球在从管的M端到N端的过程中,管壁对小球做的功是多少?
 

◎ 答案

(1)(2)    (3)

◎ 解析


(1)当小球相对管上升的速度为v时,在竖直方向上,受到的洛伦兹力F=,方向向上,所以产生的加速度a=
  (2)小球受的竖直方向的洛伦兹力为定值,做匀加速直线运动,设在N端时向上的速度为v,
  由=2as得:v=
  在水平方向的速度为,所以从N端离开管口时的合速度为
  根据圆周运动规律,有:
  圆周运动的圆半径为:
  R=
  (3)根据能量转化与守恒定律,管壁对小球做的功等于小球动能的增加,有:
  W=

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在空间有匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B,光滑绝缘空心细管MN的长度为h,管内M端有一质量为m、带正电q的小球,开始时小球相对管静止.管带着小球…”主要考查了你对  【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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