Question

如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.50T。有一個質(zhì)量m=0.10g、帶電量為q=+1.6×10^-3C的小球在水平軌道上向右運動。若小球恰好能通過最高點，重力加速度g=10m/s²。求：

（1）小球在最高點所受的洛倫茲力F；

（2）小球的初速度v₀。

Answer 1

（1）設(shè)小球在最高點的速度為v，則由題意和左手定則得：

，方向豎直向上       ………………①

由于小球恰好能通過最高點，由牛頓第二定律有：

                ………………②

聯(lián)解①②代入數(shù)據(jù)得：

F=8×10^-4N                   ………………③

（2）由于軌道光滑，且洛倫茲力不做功，由機械能守恒定律可得：

           ………………④

                  ………………⑤

聯(lián)解④⑤代入數(shù)據(jù)得：

v₀=4.58m/s                  ………………⑥

評分參考意見：本題滿分10分，其中④式3分，①②式各2分，③⑤⑥式各1分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。