Question

擺長為L的單擺在勻強磁場中擺動，擺動平面與磁場方向垂直，如圖所示，擺動中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，最大偏角為α．磁感應(yīng)強度為B，當球從最高處擺到最低處時，擺線上的拉力是多少？

Answer 1

答案：
解析：

　　正確解法：因為擺線上的拉力F，洛倫茲力f始終垂直于速度，拉力F、洛倫茲力f都不做功，所以只有重力做功，根據(jù)機械能守恒定律有

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　　當擺球在最低點速度方向向右時，根據(jù)左手定則，洛倫茲力f豎直向上，在最低點，根據(jù)牛頓第二定律有

　　T＋f－mg＝m　　　　�、�

　　解①②兩式得T＝3 mg－2 mgcosα－qB

　　當擺球在最低點速度方向向左時，根據(jù)左手定則，洛倫茲力f豎直向下，在最低點

　　根據(jù)牛頓第二定律有T－f－mg＝m　　�、�

　　解①③兩式得T＝3 mg－2 mgcosα＋qB

　　所以從最高處擺到最低處時，擺線上的拉力

　　T＝3 mg－2 mgcosα±qB．

　　點評：要避免本題錯解的失誤，就要對題目所敘述的各個狀態(tài)認真畫出速度的方向，用左手定則判斷洛倫茲力的方向，其余的就是運用機械能守恒定律和牛頓第二定律解題．