Question

如圖所示，在電場強(qiáng)度E＝5 N/C的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T的勻強(qiáng)磁場中，沿平行于電場、垂直于磁場方向放一長絕緣桿，桿上套一個質(zhì)量為m＝10^－4 kg，帶電量q＝2×10^－4 C的小球，小球與桿間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，小球從靜止開始沿桿運(yùn)動的加速度和速度各怎樣變化？

Answer 1

答案：
解析：

解析：帶電小球在豎直方向上受力平衡，開始沿水平方向運(yùn)動的瞬間加速度： 　　a1＝＝8 m/s2 　　小球開始運(yùn)動后加速度： 　　a2＝[qE－μ(mg－qvB)]/m，由于小球做加速運(yùn)動，洛倫茲力F磁增大，摩擦力Ff逐漸減小，當(dāng)mg＝F磁時，F(xiàn)f＝0，加速度最大，其最大值為：a3＝＝10 m/s2． 　　隨著速度v的增大，F(xiàn)磁＞mg，桿對球的彈力N改變方向，又有摩擦力作用，其加速度：a4＝[qE－μ(qvB－mg)]/m．可見Ff隨v的增大而增大，a4逐漸減�。�當(dāng)Ff＝F電時，加速度a5＝0，此時速度最大，此后做勻速運(yùn)動． 　　由qE＝μ(qvB－mg)解得v＝15 m/s． 　　結(jié)論：小球沿桿運(yùn)動的加速度由8 m/s2逐漸增大到10 m/s2，接著又逐漸減小到零，最后以15 m/s的速度做勻速運(yùn)動