一个足够长的绝缘斜面,倾角为θ,置于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,与水平面平行.如图所示,现有一带电荷量为q、质量为m的小球在斜面顶端由静止开始释放,小球
问题描述:
一个足够长的绝缘斜面,倾角为θ,置于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,与水平面平行.如图所示,现有一带电荷量为q、质量为m的小球在斜面顶端由静止开始释放,小球与斜面间的动摩擦因数为μ,则( )
A. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
mgcosθ qB
B. 如果小球带正电,小球在斜面上的最大速度为
mg(sinθ−μcosθ) μqB
C. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
mgcosθ qB
D. 如果小球带负电,小球在斜面上的最大速度为
mg(sinθ−μcosθ) μqB
答
A、B如果小球带正电,小球下滑过程中受到重力、垂直于斜面向下的洛伦兹力、斜面的支持力和滑动摩擦力,小球由静止开始做加速运动,随着小球速度的增大,洛伦兹力增大,摩擦力增大,加速度减小,当小球的受力达到平衡时,做匀速运动,速度达到最大.由平衡条件得:
mgsinθ=μ(mgcosθ+qvmB),解得最大速度为:vm=
;故A错误,B正确.mg(sinθ−μcosθ) μqB
C、D如果小球带负电,小球下滑过程中受到重力、垂直于斜面向上的洛伦兹力、斜面的支持力和滑动摩擦力,小球由静止开始做加速运动,随着小球速度的增大,洛伦兹力增大,当小球刚要离开斜面时速度达到最大,此时有:
mgcosθ=qvmB,解得:vm=
.故C正确,D错误.mgcosθ qB
故选BC