Question

如圖所示，虛線上方有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，虛線上下有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，ab是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿，沿電場(chǎng)線放置在虛線上方的場(chǎng)中，b端在虛線上.將一套在桿上的帶正電的小球從a端由靜止釋放后，小球先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)b端。已知小球與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，小球重力忽略不計(jì)，當(dāng)小球脫離桿進(jìn)入虛線下方后，運(yùn)動(dòng)軌跡是半圓，圓的半徑是L/3，求帶電小球從a到b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功與電場(chǎng)力所做功的比值。

 

Answer 1

【答案】

【解析】小球在沿桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力情況如圖所示：

在水平方向：N=qvB  所以摩擦力f=μN(yùn)=μqvB

當(dāng)小球做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：qE=f=μqv_bB

小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，

又，所以

小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

而   所以

則