Question

【題目】如圖，下端封閉、上端開口、高h=5m內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有質(zhì)量m=10g，電荷量的絕對值|q|=0.2C的小球，整個裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進入磁感應強度B=0.2T，方向垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出（g取10m/s2）。下列說法中正確的是（　�。�

A.該過程洛倫茲力做正功B.小球在豎直方向做勻加速直線運動

C.小球在玻璃管中的運動時間小于1sD.小球機械能的增加量為1J

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．小球受到的洛倫茲力的方向與小球運動方向垂直，故不做功，故A錯誤；

B．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，洛倫茲力大小為

小球在豎直方向受大小不變的力作用，所以小球在豎直方向做勻加速直線運動，故B正確；

C．小球的實際運動速度可分解為水平方向的速度和豎直方向的速度，與兩個分速度對應的洛倫茲力的分力分別是水平方向的和豎直方向的，其中豎直方向的洛倫茲力不變，在豎直方向上由牛頓第二定律得

解得

由勻變速運動的位移公式得

解得

t=1s

故C錯誤；

D．小球飛出管口時，豎直速度為

飛出管口的合速度

動能的增量為

重力勢能的增加

小球機械能的增加量

故D正確。

故選BD。