一质量
M = 0.8 kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管,其内表面粗糙、外表面光滑;有一质量为
m = 0.2 kg、电荷量为
q = 0.1 C的带正电滑块以水平向右的速度进入管内,如图甲所示。细管置于光滑的水平地面上,细管的空间能让滑块顺利地滑进去,示意图如图乙所示。运动过程中滑块的电荷量保持不变。空间中存在垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为
B = 1.0 T。(取水平向右为正方向,
g =10m/s
2)
(1)滑块以
v0 = 10 m/s的初速度进入细管内,则系统最终产生的内能为多少?
(2)滑块最终的稳定速度
vt取决于滑块进入细管时的初速度
v0①请讨论当
v0的取值范围在0至60 m/s的情况下,滑块和细管分别作什么运动,并求出
vt 和
v0的函数关系?
②以滑块的初速度
v0横坐标、滑块最终稳定时的速度
vt 为纵坐标,在丙图中画出滑块的
vt—v0图像(只需作出
v0的取值范围在0至60 m/s的图像)。

