松哥珍贵语音

安静点,上课了。

作业完成没有?完成了。还没完成的话,那你等着看。好啊,任务就是完成作业的。

好,那背后的都差不多,比如地下厂,实际上这里有洛伦兹力和重力,如果还有电场在里面,电场力就不能漏掉,跟我们之前受力分析不一样,分析完受力后要确定做什么运动。

我们来看同学们 26 页的例 2,这个题目很有意思,和考试的题会有变化。考试里棒在水平面上,现在它在斜面上,斜面上可能给一个初速度,也可能从静止开始,要看题目条件。

如图所示存在一个磁场,37 度,0.1 千克的带电小黄沿着如图中的 p 处时下滑,到 p 处时对杆垂直于杆向下的大小为 0.3 牛的压力。这个压力向下,之前分析过,由此要判断速度大小以及洛伦兹力方向。伸出左手让磁感应垂直掌心,昨天是向上的,这里可能向下,但题中没讲正负,所以不能判断,要先求出洛伦兹力大小和方向才能判断其他。

已知重力,支持力,小黄对杆向下压力,所以杆对环向上。受力分析、正交分解重力,分解到沿斜面和垂直斜面,沿斜面方向使它加速的是下滑力的合力,垂直斜面方向是平衡的。这里要通过受力关系求出洛伦兹力,比如假设洛伦兹力 f 与支持力 n 和重力沿垂直斜面分量的关系求解,根据解出的结果判断其方向。

再看题目中说经过 p 处时 0.5 秒后,0.5 秒后恰好与杆没有相互作用,满足 QVB = MGcosθ,此时洛伦兹力向上。因为杆是光滑的,加速的合外力只有 MGsinθ,是匀加速运动。要先求出下滑到 p 处时的速度,根据洛伦兹力求出此时速度,再根据匀加速运动公式求出 0.5 秒后的速度,代入 QVB 与重力和支持力关系判断是否有相互作用。

这个题目也可以改装成昨天那种速度大小不同、受力情况不同的题目。

接下来看例 4,在 27 页。

AI 作业先布置,明天的就是那一份综合练习,今天能做就做完,如果分两次做也行,最好一口气做掉。做完要订正消化题目,不能囫囵吞枣。

如图与水平成 37 度角的倾斜轨道,a 系延长线在 d 点与半圆轨道 df 相切,全部轨道为绝缘制成且为树脂面料,整个空间存在一个水平向左的云层电场,mn 的右侧存在着向里的平行磁场,细点处于边界。一质量为 0.4 千克的带电的小球沿着轨道 AC 下滑至 c 点时,速度为 7 分之 100,接着沿直线 CD 运动到 d 处进入半圆轨道,在 f 点的速度是 4 米每秒。

求第一个小球受到电场力的大小与方向。首先要判断 CD 间的运动,因为 CD 运动到 d 处无动能损失,所以是匀速直线运动。要分析电场力与重力的关系,这里没说小球带正电还是负电,但从能通过最高点可判断一些条件。这里要先判断在某些点的速度,进而求出洛伦兹力,但题目中有些速度没告诉,条件不足,容易产生歧义。如果明确从 c 到 d 无动能损失,就是匀速直线运动,这样题目就清晰了。因为是匀速直线运动,受力分析后可知电场力必须水平向左,洛伦兹力垂直斜面向上,合力为 0。根据重力、电场力和洛伦兹力的关系,利用 EQcosθ = MGsinθ可求出电场力。

求半圆轨道的半径,因为从 c 到 d 速度不变,利用 QVB 与重力和电场力合力的平衡关系,以及在 f 点的向心力公式,结合重力分解等条件可求出半径。

第三步求半圆部分摩擦力做的功,用 WF 表示摩擦力做功,重力做功用 MGh 表示,根据动能定理,从 d 到 f 过程列方程求解,这里要注意整个过程是综合的,要理清思路。

现在看另一个问题,已知离子在静电力和洛伦兹力作用下从 a 点曲线运动,要分析运动过程、受力情况,判断半径、速度等问题。比如根据能量守恒判断 AB 两点位置关系,利用动能定理分析电场力做功与动能的关系,注意洛伦兹力不做功。

翻到这边的小本第一题,像电池血流计和电磁流量计类似,要注意 BDV 的位置。如果磁场左右,电流流动时电荷上下分,BD 位在上下方向,圆管中找直径就是最远的距离。

第三题,如果粒子做圆周运动,根据动能定理,除洛伦兹力外其他力合力为 0 才会匀速,否则速度会变化。如果不计重力,粒子只受洛伦兹力就做匀速圆周运动,此时合力就是洛伦兹力提供向心力。

如图所示带电液滴在相互垂直的匀强电场和磁场中做半径为 r 的匀速圆周运动,已知场强为 e,磁感应强度为 b,重力为 g,因为匀速圆周运动,所以重力跟电场力必须平衡,即 EQ = MG,根据 QVB = MV²/r,把 m 用 EQ/g 代掉可求出速度大小等相关量。

再看第 5 题,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的场中,刚进入磁场时洛伦兹力水平向右,选 D。这里要强调不计重力的情况,基本粒子如电子、质子、氦核等,没特别说明不计重力,但像液滴、小球、颗粒等要计重力。如果某微粒在电场中做匀速直线运动,要分析出电场力和其他力的平衡关系。

要认真做课本扎墨素养提升的 797 页扎墨练习和大题的 29 页内容,不能偷懒,做完明天检查,后天讲解。预习背后的电磁感应章节,这部分很重要,这两个大章(磁场和电磁感应)过了高中物理就基本过关了,之后再完善一些小问题就行。

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