一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(斜面绝缘),斜面置于B=0

一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(斜面绝缘),斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示.小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面.问:

(1)小滑块带何种电荷?
(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?
(3)该斜面的长度至少多长?
percy448 1年前 已收到1个回答 举报

dxsxyh 幼苗

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解题思路:(1)带电滑块在滑至某一位置时,由于在洛伦兹力的作用下,要离开斜面.根据磁场方向结合左手定则可得带电粒子的电性.
(2)由光滑斜面,所以小滑块在没有离开斜面之前一直做匀加速直线运动.借助于洛伦兹力公式可求出恰好离开时的速度大小,
(3)由运动学公式来算出匀加速运动的时间.由位移与时间关系可求出位移大小.

(1)由题意可知:小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上.
根据左手定则可得:小滑块带负电.
(2)由题意:当滑块离开斜面时,洛伦兹力:Bqv=mgcosα,
则v=
mgcosα
qB=
0.1×10×cos30°
5×10−4×0.5m/s=2
3m/s
(3)又因为离开之前,一直做匀加速直线运动
则有:mgsina=ma,
即a=gsina=5m/s2
由v2=2ax得:x=
v2
2gsinα=
(2
3)2
2×10×sin30°=1.2m
答:(1)小滑块带负电荷(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度是2
3m/s;(3)该斜面的长度至少长1.2m

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;洛仑兹力.

考点点评: 本题突破口是从小滑块刚从斜面离开时,从而确定洛伦兹力的大小,进而得出刚离开时的速度大小,由于没有离开之前做匀加速直线运动,所以由运动与力学可解出运动的时间及位移.

1年前

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