Question

7．如圖所示，下端封閉、上端開口、內(nèi)壁光滑的西玻璃管豎直放置，管底有一帶電的小球，玻璃管在外力作用下始終保持水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最終小球從上端口飛出，則從進(jìn)入磁場(chǎng)到小球飛出端口前的過程中，下列說法正確的是（　　）

• A． 小球一定帶負(fù)電荷
• B． 洛侖茲力對(duì)小球做正功
• C． 小球在豎直方向上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)
• D． 小球所受管壁的彈力隨時(shí)間均勻變化

Answer 1

分析 判斷出小球所受洛倫茲力的方向，然后由左手定則判斷出小球帶什么電．洛倫茲力不做功．對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)小球的受力情況判斷，由牛頓第二定律求出加速度，判斷加速度與速度如何變化．

解答 解：A、小球從管口上端飛出，則小球在玻璃管中所受洛倫茲力方向豎直向上，由圖示可知磁場(chǎng)垂直于紙面向里，小球沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，小球帶正電．故A錯(cuò)誤．
B、洛倫茲力方向總是與小球的速度方向垂直，對(duì)小球不做功，設(shè)小球豎直分速度為v_y、水平分速度為v．
以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力如圖所示，由于小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則豎直方向的洛倫茲力F₁=qvB是恒力，由牛頓第二定律得：qvBq-mg=ma，a=$\frac{qvB}{m}$-g，小球的加速度不隨時(shí)間變化，恒定不變，故小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、由對(duì)小球的受力分析可知，隨小球速度的增大，小球受到的洛倫茲力沿運(yùn)動(dòng)方向的分量增大，所以試管對(duì)小球的支持力增大，由于速度隨時(shí)間均勻增加，故彈力隨時(shí)間均勻變化，故D正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 本題運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法，研究小球受力情況，判斷出小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是正確解答本題的關(guān)鍵，注意洛倫茲力的性質(zhì)，明確洛倫茲不做功．