Question

质量m=1.0×10^-4kg的小物体，带有q=5×10^-4C的电荷，放在倾角为37°绝缘光滑斜面上，整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面，斜面足够长，g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：
（1）物块带何种电荷；
（2）物块离开斜面时的速度；
（3）物块在斜面上滑行的最大距离．

Answer 1

【答案】分析：（1）带电滑块在滑至某一位置时，由于在安培力的作用下，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）由于斜面光滑，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．
解答：解：（1）由题意可知：小滑块受到的安培力垂直斜面向上．
根据左手定则可得：小滑块带负电．
（2）当物体离开斜面时，弹力为零，因此有：Bqv=mgcosα，
故．
故物块离开斜面时的速度为3.2m/s．
（3）由于斜面光滑，物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动，故有：
v²=2al
mgsinθ=ma
所以代人数据解得：l≈0.85m．
故物块在斜面上滑行的最大距离为：l≈0.85m．
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．