如圖所示，在一半徑為50cm環(huán)形絕緣光滑細(xì)管處在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.2T，管內(nèi)有一個質(zhì)量為10g的帶電小球以6m/s的速度從管的最低點逆時針管中運動，運動到管的最高點時恰好對管沒有作用力．
（1）帶電小球在最高點的速度為多大？
（2）帶電小球的電性，及帶電量為多少？
分析：（1）帶電小球從管子的最低點運動到最高點的過程中，洛倫茲力和管子的彈力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，即可由機(jī)械能守恒定律求出帶電小球在最高點的速度；
（2）根據(jù)向心力公式Fn=m
v2
R
，求出小球經(jīng)過最高點時所需要的向心力，在最高點時，由重力與洛倫茲力的合力提供向心力，求出洛倫茲力大小和方向，由左手定則判斷小球的電性，再由洛倫茲力公式F=qvB求出電量q．
解答：解：（1）帶電小球從管子的最低點運動到最高點的過程中，洛倫茲力和管子的彈力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則有
-2mgR=
1
2
mv2-
1
2
m
v
2
0

得，帶電小球在最高點的速度v=
v
2
0
-4gR

代入解得，v=4m/s
（2）小球經(jīng)過最高點時所需要的向心力Fn=m
v2
R
=0.32N
重力G=mg=0.1N
則洛倫茲力F=Fn-G=0.22N，方向指向圓心，
由F=qvB得，q=
F
Bv
=2.5×10-3C
由左手定則判斷可知，小球帶正電．
答：
（1）帶電小球在最高點的速度為4m/s．
（2）帶電小球帶正電，帶電量為2.5×10-3C．
點評：本題要抓住洛倫茲力不做功的特點，根據(jù)機(jī)械能守恒求解最高點的速度．在最高點時，由合力提供向心力，即可求出電量．
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q
m
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【小題1】帶電小球在最高點的速度為多大？
【小題2】帶電小球的電性，及帶電量為多少？

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1.帶電小球在最高點的速度為多大？

2.帶電小球的電性，及帶電量為多少？

 

 

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