Question

【題目】如圖所示，套在很長的絕緣直棒上的帶正電的小球，其質量為m ， 帶電荷量為＋q ， 小球可在棒上滑動，現將此棒豎直放在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，電場強度為E ， 磁感應強度為B ， 小球與棒的動摩擦因數為μ ， 求小球由靜止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(設小球電荷量不變)。

Answer 1

【答案】小球下滑的開始階段受力情況如圖所 示：

根據牛頓第二定律得mg－μFN＝ma ，
又因為FN＝F電－F洛＝qE－qvB ，
當v增大到使F洛＝F電 ， 即 時，摩擦力F＝0，則最大加速度
當v>v1時，小球受力情況如圖所示：

由牛頓第二定律有：mg－μFN＝ma ，
因為FN＝F洛－qE ， F洛＝qvB
所以當v大到使摩擦力F＝mg時，a＝0，此時v達到最大值，即：mg＝μ(qvmaxB－qE)，
所以最大速度
【解析】本題對棒的受力分析至關重要，分析清楚受力情況是本題的關鍵之處。
【考點精析】利用洛倫茲力對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功．