问题
多选题
如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电量为+q,电场强度为E、磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中( )
A.小球的加速度一直减小
B.小球的机械能和电势能的总和保持不变
C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=2μqE-mg 2μqB
D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=2μqE+mg 2μqB
答案
小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦力,电场力水平向左,摩擦力竖直向上;开始时,小球的加速度应为a=
; 小球速度将增大,产生洛仑兹力,由左手定则可知,洛仑兹力向右,故水平方向合力将减小,摩擦力减小,故加速度增大;故A错误;mg-μEq m
当洛仑兹力等于电场力时,摩擦力为零,此时加速度为g,达最大;此后速度继续增大,则洛仑兹力增大,水平方向上的合力增大,摩擦力将增大;加速度将减小,故最大加速度的一半会有两种情况,一是在洛仑兹力小于电场力的时间内,另一种是在洛仑兹力大于电场力的情况下,则:
=g 2
,解得,V1=mg-μ(Eq-BqV1) m
,故C正确;2μqE-mg 2μqB
同理有:
=g 2
,解得V2=mg-μ(BqV2-Eq) m
,故D正确;2μqE+mg 2μqB
而在下降过程中有摩擦力做功,故有部分能量转化为内能,故机械能和电势能的总和将减小;
故B错误;
故选CD.