Question

如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T。有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10^-3C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）小球在最高点所受的洛伦兹力F；
（2）小球的初速度v₀。

Answer 1

（1）F=8×10^-4N（2）v₀=4.58m/s

试题分析：（1）设小球在最高点的速度为v，则由题意和左手定则得：
，方向竖直向上       ………………①
由于小球恰好能通过最高点，由牛顿第二定律有：
                ………………②
联解①②代入数据得：
F=8×10^-4N                   ………………③
（2）由于轨道光滑，且洛伦兹力不做功，由机械能守恒定律可得：
           ………………④
                  ………………⑤
联解④⑤代入数据得：
v₀=4.58m/s                  ………………⑥