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如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )

A.洛仑兹力对小球做正功
B.洛仑兹力对小球不做功
C.小球运动轨迹是抛物线
D.小球运动轨迹是直线
【答案】分析:洛伦兹力不做功.对小球进行受力分析,根据小球的受力情况判断,由牛顿第二定律求出加速度,判断加速度与速度如何变化,再分析小球运动的轨迹.
解答:解:A、B洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直,对小球不做功,故A错误,B正确.
C、D设小球竖直分速度为vy、水平分速度为v.
以小球为研究对象,受力如图所示,由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,则竖直方向的洛伦兹力F1=qvB是恒力,
由牛顿第二定律得:qvB-mg=ma,a=-g,小球的加速度不随时间变化,恒定不变,故小球水平方向做匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动,则小球运动轨迹是抛物线;故C正确,D错误.
故选BC
点评:本题运用运动的分解法,研究小球受力情况,判断出小球的运动状态是正确解答本题的关键.
练习册系列答案
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(2010?江西二模)如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中(  )

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(1)小球的电性
(2)小球在管中运动的时间
(3)小球在管中运动的过程中增加的机械能.

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(1)     小球的电性。

(2)     小球在管中的运动时间。

(3)     小球在管中运动过程中增加的机械能。

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如图所示,下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一质量m=10g、电荷量q=O.2C的小球.整个装置以u=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T、方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端管口飞出.取g=10m/s2.求:

(1)小球的带电性;

(2)小球在管中运动的时间;

(3)小球在管内运动过程中增加的机械能

 

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