问题 问答题

将倾角为θ的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一个质量为m、带电量为q的小物体在斜面上由静止开始下滑(设斜面足够长)如图所示,滑到某一位置开始离开,求:

(1)物体带电荷性质

(2)物体离开斜面时的速度及物体在斜面上滑行的长度是多少?

答案

(1)当小物体沿斜面加速下滑时,随着速度的增加,洛伦兹力逐渐增大,为了使小物体离开斜面,洛伦兹力的方向使必须垂直于斜面向上,可见,小物体带负电.

(2)

小物体沿斜面下滑时,受力如图所示;

由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,加速度a=gsinθ,

洛伦兹力F=qvB,当FN=0,即qvB=mgcosθ,

v=

mgcosθ
qB
时,小物体开始离开斜面;

由匀变速直线运动的速度位移公式可得:

v2-0=2aL,

则小物体在斜面上滑行的距离L=

m2gcos2θ
2q2B2sinθ

答:(1)物体带负电荷;

(2)物体离开斜面时的速度及物体在斜面上滑行的长度是

m2gcos2θ
2q2B2sinθ

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