Question

如圖15-4-5所示，一根光滑絕緣桿MN在豎直面內(nèi)與水平面夾角為37°，放在一個范圍較大的磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與桿垂直.質量為m的帶電環(huán)沿桿下滑到P處時，向上拉桿的力大小為0.4mg，若環(huán)帶的電荷量為q，問環(huán)帶什么電？它滑到P處時的速度多大？在何處環(huán)與桿無相互作用？

圖15-4-5

Answer 1

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解析:

環(huán)所受洛倫茲力恒與桿垂直，只有洛倫茲力垂直于桿向上時，才能使環(huán)向外拉桿，由左手定則可知環(huán)帶負電.設桿拉住環(huán)的力為T，由題可知：T=0.4mg.

在垂直桿的方向上對環(huán)有：QvB=T+mgcos37°?

即QvB=0.4mg+0.8mg

得

當環(huán)與桿之間無相互作用時，上式中T=0，即

Qv′B=mgcos37°得

因為v′＜v，所以此位置P′在P上側，離P距離S處.因為桿光滑，所以對環(huán)mgsinθ=ma，a=gsin37°，由v ²-v′²=2aS，得.