Question

【題目】如圖所示，豎直放置的絕緣桿足夠長，一質量為m、電荷量為的小球穿在桿上，可沿桿滑動，且二者間的動摩擦因數為，空間有正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度為E，磁感應強度為B，小球從靜止釋放后能沿桿下滑，且從靜止開始至達到最大速度時下滑的高度為h，已知重力加速度為g，則根據上述所給條件（ ）

A. 可求出小球的最大加速度

B. 能求出小球的最大速度

C. 能求出從開始釋放至最大加速度過程中的摩擦生熱

D. 能求出從開始釋放至最大速度過程中的摩擦生熱

Answer 1

【答案】ABD

【解析】A、當電場力等于洛倫茲力時,絕緣桿對小球的支持力等于0,故此時滑動摩擦力等于0,則物體所受的合外力等于物體的重力,此時物體的加速度最大,故物體最大的加速度 ，故A正確
當物體勻速運動時,物體的加速度為0,此時物體的速度最大,且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即:

解得： ,故B正確；

C、加速度最大時不知道小球的動能所以沒有辦法求出摩擦力做的功，也就求不出系統內的摩擦生熱，故C錯誤
D、在下落過程中電場力和洛倫茲力都不做功，所以系統內減少的重力勢能轉化為內能和動能，故D正確；

綜上所述本題答案是：ABD

點睛;當電場力等于洛倫茲力時,絕緣桿對小球的支持力等于0,故此時滑動摩擦力等于0,此時物體的加速度最大;
當物體勻速運動時,物體的加速度為0,此時物體的速度最大,且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力