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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,質量為m,磁感應強度為B,當球從最高處擺到最低處時,擺線上的拉力T多大?

答案:
解析:

  正確解答:球從左右兩方經過最低點,因速度方向不同,引起f不同,受力分析如圖所示.由于擺動時f和F都不做功,機械能守恒,小球無論向左、向右擺動過C點時的速度大小相同,方向相反.

  擺球從最高點到達最低點C的過程滿足機械能守恒:

  

  當擺球在C的速度向右,根據(jù)左手定則,f豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律則有

  

  當擺球在C的速度向左,f豎直向下,根據(jù)牛頓第二定律則有

  

  所以擺到最低處時,擺線上的拉力

  

  小結:要避免本題錯解的失誤,就要對題目所敘述的各個狀態(tài)認真畫出速度方向,用左手定則判斷洛侖茲力的方向.其余的工作就是運用牛頓第二定律和機械能守恒定律解題.


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3-3-5

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