Question

如圖所示，下端封閉、上端開口、高h=5m內壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有一質量m=10g、電荷量q=O.2C的小球．整個裝置以u=5m／s的速度沿垂直于磁場方向進入B=0.2T、方向水平的勻強磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出．取g=10m／s²．求：

(1)小球的帶電性；

(2)小球在管中運動的時間；

(3)小球在管內運動過程中增加的機械能．

Answer 1

解：(1)小球受洛倫茲力方向向上，故小球帶正電．

(2)小球受豎直方向的洛倫茲力f=quB不變.在豎直方向上由牛頓第二定律得

quB-mg=ma    a=10m／s²                  

(3)小球飛出管口時，豎直速度u_y，=at=10m／s²                   

           

動能增量△E_k=                  

重力勢能的增量△E_p=mgh=O.5J                          

機械能增加量為△E_p+△lEp=1J