如图,质量m=2.0×10﹣4kg的小物块,带电量大小4×10﹣4C的电荷,放在倾角为37°的光滑绝缘斜面上,...
问题详情:
如图,质量m=2.0×10﹣4kg的小物块,带电量大小4×10﹣4C的电荷,放在倾角为37°的光滑绝缘斜面上,整个斜面置于B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,小物块由静止开始下滑,滑到某一位置时开始离开斜面.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)小物块带什么电荷?
(2)小物块离开斜面时速度多大?
(3)斜面至少有多长?
【回答】
考点: 动能定理的应用;洛仑兹力.
分析: 带电物体下滑到某一位置离开斜面,由此可知洛伦兹力垂直于斜面向上,根据左手定则判断带电物体的电*;对物体进行受力分析,当物体对斜面的压力为零时,物体开始离开斜面,由平衡条件求出物体此时的速度,根据动能定理求解斜面的最小长度.
解答: 解:(1)当小物体沿斜面加速下滑时,随着速度的增加,洛伦兹力逐渐增大,为了使小物体离开斜面,洛伦兹力的方向使必须垂直于斜面向上,可见,小物体带正电;
(2)小物块离开斜面时的速度为v,对小物块分析得 qvB=mgcos37°①
解得:v=2m/s
(3)设小物块离开斜面时的位移为L,由动能定理得②
解得:L=0.33m,所以斜面长度至少为0.33m
答:(1)小物块带正电荷;
(2)小物块离开斜面时速度为2m/s;
(3)斜面至少0.33m长.
点评: 解决本题的关键是正确地进行受力分析,抓住垂直于斜面方向上的合力为零时,物体开始离开斜面进行分析求解.
知识点:动能和动能定律
题型:计算题
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