如圖3-5-5所示,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一與磁感線垂直且水平放置的、長為L的擺線,拉一質(zhì)量為m、帶有+q電荷量的擺球,試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F.

圖3-5-5

思路分析:擺球在運動過程中受重力mg、彈力F及洛倫茲力f三力作用,其中彈力F、洛倫茲力f都隨小球速度改變而改變,但這兩種力始終與擺球運動方向垂直,不做功,只有重力做功.欲求擺球通過最低位置時繩上拉力F,需建立小球在最低位置時的牛頓第二定律方程,再由能量觀點求出最低位置時的速度即可.不過由于洛倫茲力方向與速度方向相關(guān),本題應(yīng)討論向左、向右過最低位置的兩種情況.

解析:以擺球為研究對象,根據(jù)機械能守恒:mgL=mv2

    當(dāng)單擺球向左經(jīng)最低位置時,由牛頓第二定律:F-mg-f= 

    且f=qvB,聯(lián)立以上各式:F=3mg+Bq

    當(dāng)向右擺動到最低點時,f的方向則向上,由牛頓第二定律:F+f-mg=

    聯(lián)立解得:F=3mg-Bq.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖3-5-5所示,物體靜止于光滑的水平面上,力F作用于物體上O點,現(xiàn)要使合力沿著OO′方向,那么必須同時再加一個力F′,這個力的最小值是(    )

                                                               圖3-5-5

A.Fcosθ             B.Fsinθ                C.Ftanθ           D.Fcotθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖3-5-5所示,三段不可伸長的細(xì)繩,OA、OB、OC能承受最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和豎直墻上.若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩是(    )

圖3-5-5

A.必定是OA                             B.必定是OB

C.必定是OC                             D.可能是OB,也可能是OC

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖3-5-5所示,物體靜止于光滑的水平面上,力F作用于物體上O點,現(xiàn)要使合力沿著OO′方向,那么必須同時再加一個力F′,這個力的最小值是(    )

圖3-5-5

A.Fcosθ             B.Fsinθ                C.Ftanθ           D.Fcotθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖3-5-5所示,三段不可伸長的細(xì)繩,OA、OB、OC能承受最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和豎直墻上.若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩是(    )

圖3-5-5

A.必定是OA                             B.必定是OB

C.必定是OC                             D.可能是OB,也可能是OC

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