Question

如圖所示，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣水平面上，并且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，為了使小球飄離平面，現(xiàn)將勻強(qiáng)磁場(chǎng)以平行于紙面方向的速度移動(dòng)，其最小速度為多大？方向應(yīng)如何？

Answer 1

分析：磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以等效為小球相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)，小球會(huì)飄起．根據(jù)mg=qvB，求出速度的大小，根據(jù)洛倫茲力的方向判斷出小球相對(duì)于磁場(chǎng)的方向，從而得知磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向．

解答：解：若小球剛好飄離平面，則小球受的洛侖茲力方向應(yīng)向上，大小等于重力，
即qvB=mg．
得v=

mg

qB

（v指小球與磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度）．
根據(jù)左手定則知，小球相對(duì)于磁場(chǎng)的方向向右，則磁場(chǎng)相對(duì)于紙面的方向水平向左．
答：勻強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)以v=

mg

qB

這個(gè)水平向左的速度移動(dòng)，方可使小球剛好飄離水平面．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道洛倫茲力和重力相等時(shí)，小球會(huì)飄起，掌握左手定則判定洛倫茲力方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系．