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摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动,摆动平面与磁场方向垂直,如图所示.摆动中摆线始终绷紧,若摆球带正电,电量为q,质量为m,磁感应强度为B,当球从最高处摆到最低处时,摆线上的拉力T多大?

答案:
解析:

  正确解答:球从左右两方经过最低点,因速度方向不同,引起f不同,受力分析如图所示.由于摆动时f和F都不做功,机械能守恒,小球无论向左、向右摆动过C点时的速度大小相同,方向相反.

  摆球从最高点到达最低点C的过程满足机械能守恒:

  

  当摆球在C的速度向右,根据左手定则,f竖直向上,根据牛顿第二定律则有

  

  当摆球在C的速度向左,f竖直向下,根据牛顿第二定律则有

  

  所以摆到最低处时,摆线上的拉力

  

  小结:要避免本题错解的失误,就要对题目所叙述的各个状态认真画出速度方向,用左手定则判断洛仑兹力的方向.其余的工作就是运用牛顿第二定律和机械能守恒定律解题.


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3-3-5

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