问题
计算题
质量为0.1g的小球带5×10-4C电量的负电荷,套在一根足够长的绝缘杆上,杆与水平方向成37°角,球与杆间的摩擦系数μ=0.40,置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,求小球由静止开始下滑的最大加速度和最大速度。(磁场范围足够大,g取10 m/s2)
答案
解:以带电小球为研究对象,分析受力如图所示
开始时刻,
,方向斜向下
小球沿杆向下做加速运动,为最大加速度
小球下滑具有速度后,则受洛仑兹力如图所示,FN增大,Fμ增大
小球做加速度越来越小的变加速运动,当速度增大到一定值
时,
速度就达最大,以后就做匀速直线运动