用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T、方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直.将小球由静止释放,小球-物理

题目简介

用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T、方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直.将小球由静止释放,小球-物理

题目详情

用一根长L=0.8m的轻绳,吊一质量为m=1.0g的带电小球,放在磁感应强度B=0.1T、方向如图所示的匀强磁场中.把小球拉到悬点的右端,轻绳刚好水平拉直.将小球由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动,当小球第一次摆到最低点时,悬线的拉力恰好为零(g取10m/s2).则:
(1)小球带______(填正或负)电荷,电荷量为______C.
(2)当小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力为______N.360优课网
题型:填空题难度:中档来源:不详

答案

(1)小球第一次摆到最低点时速度水平向左,悬线的拉力恰好为零,说明洛伦兹力竖直向上,由左手定则,拇指向上,让磁感线穿过掌心,四指就指向右,故小球带负电.
下落的过程中只有重力做功,洛伦兹力不做功,所以总功为:mgL
设此时速度为v,由动能定理得:
mgL=class="stub"1
2
mv2

解得:v=
2gL
=
16
=4m/s
此时对小球受力分析如图:

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所以:F向=F洛-mg
又:F向=m
v2
L
;F洛=qvB
即:qvB-mg=m
v2
L
代入数据得:
q×4×0.1-1×10-3×10=1×10-3×
42
0.8

解得:q=7.5×10-2C
(2)小球第二次经过最低点时,速度大小不变,方向变为向右
受力分析如图:

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F向=F-F洛-mg
又:F向=m
v2
L

即:F-qvB-mg=m
v2
L
代入数据得:
F-7.5×10-2×4×0.1-1×10-3×10=1×10-3×
42
0.8

解得:F=0.06N
故答案为:(1)负;7.5×10-2C
(2)0.06N

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