Question

请教物理问题

竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m／s的速度水平射入一个带电小球，可把它视为质点，其电荷量为l0－4C（g=l0m／s2），试求：

（1）小球滑到Q处的速度为多大?

（2）若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少?

求解答详细点

Answer 1

设小球滑到Q处的速度为v1，小球质量为m，由于洛伦兹力不做功，所以由动能定理得mg2R=1/2mv1^2即可算出v1。
在Q点，小球受重力洛伦兹力，由左手定则知洛伦兹力方向竖直向上，且管道对它的弹力正好为零，所以有qv1B-mg=mv1^2/R代入数据即可算出小球质量m。

Answer 2

解：（1）小球从P滑到Q处的过程中，据机械能守恒定律有：
mg×2R= 代入数据得v0=6m／s
（2）对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB—mg= 代入数据得
（2）对Q处的小球受力分析如图所示，据牛顿第二定律有：
qvB－mg=m 代入数据得m=1.2×10－5kg

Answer 3

因为匀强磁场对小球不做功,所以可知;vt^2-v0^2=2gh vt=6 m/s(注:h=2*R)
(2)滑出瞬间:FB=qvB
受力分析可知:G=FB=mg=qvB 所以m=qvB/g=6.6*10^-4/10=6.6*10^-5kg

Answer 4

0.5v初^2+gh=0.5v末^2
v末=6
弹力为零，则磁场力等于重力
bqv=mg
m=6.6*10^-5kg