Question

如圖所示，套在很長的絕緣圓直棒上的小球，其質(zhì)量為m，帶電量是+q，小球可在棒上滑動(dòng)，將此棒豎直放在互相垂直，且沿水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度是E，磁感強(qiáng)度是B，小球與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求小球由靜止沿棒下落的最大加速度和最大速度．（設(shè)小球帶電量不變）

Answer 1

分析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，再根據(jù)各力的變化，可以找出合力及加速度的變化；即可以找出小球最大速度及最大加速度的狀態(tài)．

解答：解：小球靜止時(shí)只受電場力、重力及摩擦力，電場力水平向右，摩擦力豎直向上；開始時(shí)，小球的加速度應(yīng)為
a=

mg-μqE

m

； 小球速度將增大，產(chǎn)生洛侖茲力，由左手定則可知，洛侖茲力向右，故水平方向合力將增加，摩擦力增加，故加速度減��；所以小球由靜止沿棒下落的最大加速度為

mg-μqE

m

；
當(dāng)此后速度繼續(xù)增大，則洛侖茲力增大，水平方向上的合力增大，摩擦力將增大；加速度將繼續(xù)減小，當(dāng)加速度等于零時(shí)，即重力等于摩擦力，此時(shí)小球速度達(dá)到最大．
則有mg=μ（qE+qvB），
解得：v=

mg-μqE

μqB

答：小球由靜止沿棒下落的最大加速度為

mg-μqE

m

；最大速度v=

mg-μqE

μqB

點(diǎn)評(píng)：本題要注意分析帶電小球的運(yùn)動(dòng)過程，屬于牛頓第二定律的動(dòng)態(tài)應(yīng)用與電磁場結(jié)合的題目，此類問題要求能準(zhǔn)確找出物體的運(yùn)動(dòng)過程，并能分析各力的變化，對(duì)學(xué)生要求較高．同時(shí)注意因速度的變化，導(dǎo)致洛倫茲力變化，從而使合力發(fā)生變化，最終導(dǎo)致加速度發(fā)生變化．