Question

一個(gè)質(zhì)量m=0.1g的小滑塊，帶有q=5×10^-4C的電荷放置在傾角 α=30°光滑斜面上（絕緣），斜面置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面滑下，其斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開(kāi)斜面。（g=10m/s²）求：

（1）小滑塊帶何種電荷？

（2）小滑塊離開(kāi)斜面的瞬時(shí)速度多大？

（3）該斜面的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)？

 

Answer 1

【答案】

（1）負(fù)電荷  （2）3.4m/s   （3）

【解析】

 試題分析：（1）小滑塊沿斜面下滑過(guò)程中，受重力mg、斜面支持力和洛倫茲力F。若要小滑塊離開(kāi)斜面，洛倫茲力F方向應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶有負(fù)電荷。

（2）小滑塊沿斜面下滑時(shí)，垂直斜面方向的合外力為零，有

  

當(dāng) =0時(shí)，小滑塊開(kāi)始脫離斜面，此時(shí)，，得

m/sm/s≈3.4m/s.   

（3）下滑過(guò)程中，只有重力做功，由動(dòng)能定理得

 =1.2 m

斜面的長(zhǎng)度至少應(yīng)是s =1.2 m。 

考點(diǎn)：本題考查左手定則，受力分析，動(dòng)能定理

點(diǎn)評(píng)：本題學(xué)生能熟練運(yùn)用左手定則、動(dòng)能定理去分析問(wèn)題，可畫(huà)出小滑塊的受力示意圖，據(jù)圖求解問(wèn)題。