Question

如图所示，一长为l、质量为M的绝缘板静止在光滑水平面上，板的中点有一个质量为m的小物块，它带有电荷量为q的正电荷。在绝缘板右侧有一磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度也为l。在水平恒力F的作用下绝缘板与物块一起向右运动。物块进入磁场前与绝缘板相对静止，进入后与绝缘板产生相对滑动，当物块运动到磁场的右边界时，恰好位于绝缘板的左端，此时物块与板间的摩擦力刚好减为零，已知物块经过磁场所用的时间为t。求：

（1）物块进入磁场左边界时的速度大小；

（2）物块到达磁场右边界时的速度大小；

（3）绝缘板完全穿出磁场时的速度大小。

 

Answer 1

（1）       （2）mg/Bq（3）

   

解析:

（1）  M和m在恒力F作用下一起向右运动，设小物块进入磁场左边界时的速度为v₁，由动能定理得

       （6分）

（2）已知物块到达磁场右边界时摩擦力恰好减为零，设物块穿出磁场时的速度为v₂

           

（3）设绝缘板完全穿出磁场时的速度大小为V，此过程中摩擦力的冲量大小为I_f由动量定理得

      （4分）

       （4分）