质量m=0.1 g的小物块,带有5×10-4 C的电荷,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于B=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,开始离开斜面(设斜面足够长,g取10 m/s2),求:
(1)物块带何种电荷?
(2)物块离开斜面时的速度多大?
(3)物块在斜面上滑行的最大距离。
解:(1)因为物块由静止下滑且最后要离开斜面,所以所受洛伦兹力垂直斜面向上,由左手定则知物块带负电荷
(2)以物体为研究对象,受力分析如图所示,当物块离开斜面时FN=0,即:
F洛=mgcos30° ①
F洛=qvB ②
由①②得≈3.46 m/s
(3)设物体在斜面上下滑的最大距离为L,由动能定理可知:
所以