Question

如圖所示，固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道圓弧半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向水平向左.一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為.

  求小球帶何種電荷，電荷量是多少？并說明理由.

 如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)軌道的最大壓力的大小是多少？

Answer 1

【小題1】

【小題2】

解析:

【小題1】

小球在C點(diǎn)受重力、電場(chǎng)力和軌道的支持力處于平衡，電場(chǎng)力的方向一定

向左的，與電場(chǎng)方向相同，如圖所示.因此小球帶正電荷.

   

    則有

    小球帶電荷量

【小題2】小球從A點(diǎn)釋放后，沿圓弧軌道滑下，還受方向指向軌道的洛侖茲力f，力f隨速度增大而增大，小球通過C點(diǎn)時(shí)速度(設(shè)為v)最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半徑OC，因此小球?qū)�軌道的壓力最�?

    由

    通過C點(diǎn)的速度

    小球在重力、電場(chǎng)力、洛侖茲力和軌道對(duì)它的支持力作用下沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，有

   

    最大壓力的大小等于支持力