Question

【題目】如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應強度B=0.50T。有一個質量m=0.10g、帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在水平軌道上向右運動。若小球恰好能通過最高點，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小球在最高點所受的洛倫茲力F；

（2）小球的初速度v0。

Answer 1

【答案】（1）F=8×10-4N（2）v0=4.58m/s

【解析】

試題分析：（1）設小球在最高點的速度為v，則由題意和左手定則得：

，方向豎直向上………………①

由于小球恰好能通過最高點，由牛頓第二定律有：

………………②

聯解①②代入數據得：

F=8×10-4N………………③

（2）由于軌道光滑，且洛倫茲力不做功，由機械能守恒定律可得：

………………④

………………⑤

聯解④⑤代入數據得：

v0=4.58m/s………………⑥