Question

【題目】如圖所示，一根足夠長的光滑絕緣桿MN ， 與水平面夾角為37°，固定在豎直平面內，垂直紙面向里的勻強磁場B充滿桿所在的空間，桿與B垂直，質量為m的帶電小環沿桿下滑到圖中的P處時，對桿有垂直桿向上的拉力作用，拉力大小為0.4mg ， 已知小環的帶電荷量為q ， 問（sin37°≈0.6；cos37°≈0.8）

（1）小環帶什么電？
（2）小環滑到P處時的速度多大？

Answer 1

【答案】
（1）

環所受洛倫茲力與桿垂直，只有洛倫茲力垂直于桿向上時，才能使環向上拉桿，由左手定則可知環帶負電．

（2）

設桿拉住環的力為T，由題可知：T=0.4mg

在垂直桿的方向上對環有：qvB=T+mgcos37°

即qvB=0.4mg+0.8mg

解得：V=

【解析】（1）環所受洛倫茲力與桿垂直，只有洛倫茲力垂直于桿向上時，才能使環向上拉桿，由左手定則可知環帶負電．（2）設桿拉住環的力為T，由題可知：T=0.4mg
在垂直桿的方向上對環有：qvB=T+mgcos37°
即qvB=0.4mg+0.8mg
解得：V=
答：（1）小環帶負電；（2）小環滑到P處時的速度為：V= ．
【考點精析】通過靈活運用洛倫茲力，掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功即可以解答此題．