Question

如图所示，半圆形光滑绝缘轨道固定在竖直平面内，O为其圆心，两个端点M、N与O等高，匀强磁场方向与轨道平面垂直。现将一个带负电的小球自M点由静止释放，它将沿轨道做往复运动，下列说法中不正确的是

1. A.
   小球由M到N与由 N到M所用时间相等
2. B.
   小球由M到N与由N到M过程中重力对小球做的功相等。
3. C.
   小球经过轨道最低点时所受合外力大小总是完全相同的
4. D.
   小球经过轨道最低点时对轨道的压力大小总是相等的

Answer 1

D
因为小球运动过程中只有重力做功，洛伦兹力不国公，所以小球从M到N与从N到M过程中重力对小球做的功相等都为零。运动时间相同，所以AB正确。到最低点时两种情况下小球下落高度相等，所以根据动能定理可得小球在最低点的速度是相等的，根据牛顿第二定律可得，即在两种情况在最低点的向心力大小相等即合力大小相等，C正确。在从M到N的过程中最低点小球受到的洛伦兹力方向竖直向下，故有，从N点到M点的过程中的最低点小球受到的洛伦兹力方向竖直向上，故有，所以两种情况下小球经过最低点时对轨道的压力大小是不相同的，D错误。