题目

题型：不详难度：来源：

如图15-4-5所示，一根光滑绝缘杆MN在竖直面内与水平面夹角为37°，放在一个范围较大的磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与杆垂直.质量为m的带电环沿杆下滑到P处时，向上拉杆的力大小为0.4mg，若环带的电荷量为q，问环带什么电？它滑到P处时的速度多大？在何处环与杆无相互作用？

图15-4-5

答案

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解析

环所受洛伦兹力恒与杆垂直，只有洛伦兹力垂直于杆向上时，才能使环向外拉杆，由左手定则可知环带负电.设杆拉住环的力为T，由题可知：T=0.4mg.
在垂直杆的方向上对环有：QvB=T+mgcos37°
即QvB=0.4mg+0.8mg
得
当环与杆之间无相互作用时，上式中T=0，即
Qv′B=mgcos37°得
因为v′＜v，所以此位置P′在P上侧，离P距离S处.因为杆光滑，所以对环mgsinθ=ma，a=gsin37°，由v ²-v′²=2aS，得.