Question

如圖所示，一根絕緣桿沿豎直方向放置，桿上有一個帶負(fù)電的圓環(huán)，它的質(zhì)量為m、電量為q，與桿間的動摩擦因數(shù)為μ．所在的空間存在著方向都是水平向右的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度大小為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)將圓環(huán)從靜止開始釋放，環(huán)將沿桿下落，則圓環(huán)運(yùn)動過程中的最大加速度為為

g-

μqE

m

，最大速度為

( mg μ )2-E2q2

Bq

．

Answer 1

分析：分析金屬環(huán)什么條件下合力最大，則加速度最大．由牛頓第二定律求解最大加速度的大�。划�(dāng)金屬環(huán)做勻速直線運(yùn)動時速度最大，由平衡條件和洛倫茲力公式求解最大速度

解答：解：（1）圓環(huán)帶負(fù)電，電場力向左，洛倫茲力垂直向內(nèi)，剛開始時，速度為零，洛倫茲力為零，故加速度最大，有：
mg-f=ma
f=μqE
解得：
a=g-

μqE

m

；
（2）當(dāng)摩擦力與重力，速度最大，有：
mg-f=0
f=μ

(qE)2+(qvB)2

解得：v=

( mg μ )2-E2q2

Bq

故答案為：g-

μqE

m

，

( mg μ )2-E2q2

Bq

．

點(diǎn)評：本題關(guān)鍵根據(jù)金屬環(huán)的受力情況分析其運(yùn)動情況，要緊緊抓住洛倫茲力會隨著速度的增大而增大的特點(diǎn)．