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如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量m=1.0×10-4kg,带有q=4×10-4C正电,小球在棒上可以滑动,棒竖直放置,匀强磁场为水平方向,B=0.5T,小球与棒间的动摩擦因数μ=0.2,求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度.取g=10m/s2,设小球带电量不变.

解:小球加速过程中,洛伦兹力、支持力和摩擦力均不断增大,根据牛顿第二定律,有
mg-μqBv=ma
故小球做加速度不断减小的加速运动,故刚释放时,加速度最大:am=g=10m/s2
当加速度减为零时,物体的速度最大,故
μqBvm=mg
解得
vm==
即小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为10m/s2,最大速度为100m/s.
分析:开始棒只受重力,向下加速,有速度后,受到向右的洛伦兹力,故有向左的支持力和向上的滑动摩擦力,速度不断加大,洛伦兹力也不断变大,故摩擦力也不断变大,物体做加速度不断减小的加速运动,直到加速度减为零,开始做匀速直线运动.
点评:本题关键对物体受力分析后,根据牛顿第二定律列式分析计算出最大加速度;然后再根据共点力平衡条件得出物体的最大速度.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,套在很长的绝缘圆直棒上的小球,其质量为m,带电量是+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在互相垂直,且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度是E,磁感强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度.(设小球带电量不变)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量m=1.0×10-4kg,带有q=4×10-4C正电,小球在棒上可以滑动,棒竖直放置,匀强磁场为水平方向,B=0.5T,小球与棒间的动摩擦因数μ=0.2,求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度.取g=10m/s2,设小球带电量不变.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(10分)如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,其质量为m,带电荷量为+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在互相垂直,且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度为E,方向水平向右,磁感应强度为B,方向水平向里,小球与棒的动摩擦因数为μ。求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度(设小球电荷量不变)。

   

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量m=0.1g,带电量q=4×10-4C正电,小球在棒上可滑动,将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=10N/C,磁感应强度B=0.5T,小球与棒的动摩擦因数μ=0.2。小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度是      和最大速度是        (g=10m/s2)

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科目:高中物理 来源:2010年吉林省高二上学期期中考试物理试题 题型:计算题

(16分)如图所示,套在很长的绝缘圆直棒上的小球,其质量为m,带电量是+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在互相垂直,且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度是E,磁感强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。(设小球带电量不变)

 

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