如圖所示,在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場(E已知)和勻強(qiáng)磁場(B已知)中,有一固定的豎直絕緣桿(足夠長),桿上套一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,它們之間的動摩擦因數(shù)為μ,且有mg>μqE.現(xiàn)靜止釋放小球,試求:
(1)剛釋放瞬間小球的加速度大?。?br>(2)小球沿棒運動過程中的最大加速度和最大速度.
(1)小環(huán)靜止時只受電場力、重力及摩擦力,電場力水平向右,摩擦力豎直向上;開始時,小環(huán)的加速度應(yīng)為:a=
=g-
;
(2)小環(huán)速度將增大,產(chǎn)生洛侖茲力,由左手定則可知,洛侖茲力向左,故水平方向合力將減少,摩擦力減少,故加速度增加;當(dāng)qvB=qE時水平方向合力為0,摩擦力減小到0,加速度達(dá)到最大,所以小環(huán)由靜止沿棒下落的最大加速度為:a=
=g
當(dāng)此后速度繼續(xù)增大,則洛侖茲力增大,水平方向上的合力增大,摩擦力將增大;加速度將繼續(xù)減小,當(dāng)加速度等于零時,即重力等于摩擦力,此時小環(huán)速度達(dá)到最大.
則有:mg=μ(qvB-qE),
解得:v=
=
+ 答:(1)剛釋放瞬間小球的加速度大小
a=;
(2)小球沿棒運動過程中的最大加速度g,和最大速度
vm=+.