Question

如圖6-18所示，質(zhì)量m＝1.0×10^-4 kg的小球放在絕緣的水平面上，小球帶電荷量q＝2.0×10^-4 C，小球與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，外加水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=5 V/m，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B＝2 T，小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).

(1)小球具有最大加速度的值為多少？

(2)小球的最大速度為多少?(g取10 m/s²)

圖6-18

Answer 1

(1)8 m/s²　(2)10 m/s

解析:

小球受到的電場(chǎng)力F_電水平向右，洛倫茲力F_洛豎直向下，滑動(dòng)摩擦力F_滑水平向左.當(dāng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度為零，洛倫茲力為零，滑動(dòng)摩擦力最小，合外力最大，小球具有的加速度最大，ma_max＝qE-μmg，所以a_max＝8 m/s².

當(dāng)速度增大時(shí)，洛倫茲力增大，滑動(dòng)摩擦力增大，合外力減小，加速度減小，速度增加，當(dāng)電場(chǎng)力等于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，加速度為零，達(dá)到最大速度v _max.則有：μ(mg+qv_maxB)＝qE，所以：v_max＝10 m/s.