如圖,質量m=2.0×10﹣4kg的小物塊,帶電量大小4×10﹣4C的電荷,放在傾角為37°的光滑絕緣斜面上,...
問題詳情:
如圖,質量m=2.0×10﹣4kg的小物塊,帶電量大小4×10﹣4C的電荷,放在傾角為37°的光滑絕緣斜面上,整個斜面置於B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向外,小物塊由靜止開始下滑,滑到某一位置時開始離開斜面.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)小物塊帶什麼電荷?
(2)小物塊離開斜面時速度多大?
(3)斜面至少有多長?
【回答】
考點: 動能定理的應用;洛侖茲力.
分析: 帶電物體下滑到某一位置離開斜面,由此可知洛倫茲力垂直於斜面向上,根據左手定則判斷帶電物體的電*;對物體進行受力分析,當物體對斜面的壓力為零時,物體開始離開斜面,由平衡條件求出物體此時的速度,根據動能定理求解斜面的最小長度.
解答: 解:(1)當小物體沿斜面加速下滑時,隨著速度的增加,洛倫茲力逐漸增大,為了使小物體離開斜面,洛倫茲力的方向使必須垂直於斜面向上,可見,小物體帶正電;
(2)小物塊離開斜面時的速度為v,對小物塊分析得 qvB=mgcos37°①
解得:v=2m/s
(3)設小物塊離開斜面時的位移為L,由動能定理得②
解得:L=0.33m,所以斜面長度至少為0.33m
答:(1)小物塊帶正電荷;
(2)小物塊離開斜面時速度為2m/s;
(3)斜面至少0.33m長.
點評: 解決本題的關鍵是正確地進行受力分析,抓住垂直於斜面方向上的合力為零時,物體開始離開斜面進行分析求解.
知識點:動能和動能定律
題型:計算題
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