Question

擺長為L的單擺在勻強(qiáng)磁場中擺動(dòng)，擺動(dòng)平面與磁場方向垂直，如圖所示，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，最大偏角為α．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)球從最高處擺到最低處時(shí)，擺線上的拉力是多少？

Answer 1

答案：
解析：

　　正確解法：因?yàn)閿[線上的拉力F，洛倫茲力f始終垂直于速度，拉力F、洛倫茲力f都不做功，所以只有重力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

　　　　�、�

　　當(dāng)擺球在最低點(diǎn)速度方向向右時(shí)，根據(jù)左手定則，洛倫茲力f豎直向上，在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有

　　T＋f－mg＝m　　　　　②

　　解①②兩式得T＝3 mg－2 mgcosα－qB

　　當(dāng)擺球在最低點(diǎn)速度方向向左時(shí)，根據(jù)左手定則，洛倫茲力f豎直向下，在最低點(diǎn)

　　根據(jù)牛頓第二定律有T－f－mg＝m　　�、�

　　解①③兩式得T＝3 mg－2 mgcosα＋qB

　　所以從最高處擺到最低處時(shí)，擺線上的拉力

　　T＝3 mg－2 mgcosα±qB．

　　點(diǎn)評(píng)：要避免本題錯(cuò)解的失誤，就要對(duì)題目所敘述的各個(gè)狀態(tài)認(rèn)真畫出速度的方向，用左手定則判斷洛倫茲力的方向，其余的就是運(yùn)用機(jī)械能守恒定律和牛頓第二定律解題．