Question

如圖15-4-5所示，一根光滑絕緣桿MN在豎直面內(nèi)與水平面夾角為37°，放在一個(gè)范圍較大的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與桿垂直.質(zhì)量為m的帶電環(huán)沿桿下滑到P處時(shí)，向上拉桿的力大小為0.4mg，若環(huán)帶的電荷量為q，問環(huán)帶什么電？它滑到P處時(shí)的速度多大？在何處環(huán)與桿無相互作用？

圖15-4-5

Answer 1

.

解析:

環(huán)所受洛倫茲力恒與桿垂直，只有洛倫茲力垂直于桿向上時(shí)，才能使環(huán)向外拉桿，由左手定則可知環(huán)帶負(fù)電.設(shè)桿拉住環(huán)的力為T，由題可知：T=0.4mg.

在垂直桿的方向上對(duì)環(huán)有：QvB=T+mgcos37°?

即QvB=0.4mg+0.8mg

得

當(dāng)環(huán)與桿之間無相互作用時(shí)，上式中T=0，即

Qv′B=mgcos37°得

因?yàn)?i>v′＜v，所以此位置P′在P上側(cè)，離P距離S處.因?yàn)闂U光滑，所以對(duì)環(huán)mgsinθ=ma，a=gsin37°，由v ²-v′²=2aS，得.