Question

【題目】如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個(gè)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(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。有一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng)。若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2。求：

(1)小球在最高點(diǎn)N的速度大小；

(2)小球在最高點(diǎn)N所受的洛倫茲力F；

(3)小球的初速度v0。

Answer 1

【答案】(1)1m/s (2) （3）4.58m/s

【解析】（1、2）設(shè)小球在最高點(diǎn)N的速度為，則小球在最高點(diǎn)所受洛倫茲力為：
方向豎直向上；由于小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)N，故小球在最高點(diǎn)N由洛倫茲力和重力共同提供向心力，即：

兩式聯(lián)立得： ， ；
（2）由于無(wú)摩擦力，且洛倫茲力不做功，所以小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可得：
其中，聯(lián)立解得： 。