题目内容

(多选题)如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一重力不可忽略,中间带有小孔的正电小球套在细杆上.现在给小球一个水平向右的初速度vo,假设细直杆足够长,小球在运动过程中电量保持不变,杆上各处的动摩擦因数相同,则小球运动的速度vo与时间t的关系图象可能是(  )
分析:根据小球所受重力和洛伦兹力的大小关系,判断小球的受力情况,从而得知小球加速度的变化,判断出小球的运动规律.
解答:解:若小球所受的重力等于洛伦兹力大小,即mg=qv0B,则小球所受的支持力为零,不受摩擦力,小球将做匀速直线运动.
若小球所受的重力大于洛伦兹力,即mg>qv0B,则小球所受的支持力方向竖直向上,受摩擦力,小球做减速运动,减速运动的过程中,洛伦兹力减小,则支持力增大,摩擦力增大,减速运动的加速度增大,即做加速度逐渐增大的减速运动,最终速度为零.
若小球所受的重力小于洛伦兹力,即mg<qv0B,则小球所受的支持力竖直向下,受摩擦力,小球做减速运动,减速运动的过程中,洛伦兹力减小,支持力减小,当支持力减小到零,不受摩擦力,做匀速直线运动.即先做加速度逐渐减小的减速运动,最终做匀速直线运动.故B、D正确,A、C错误.
故选:BD.
点评:本题需讨论小球所受重力和洛伦兹力的大小关系,结合受力判断物体的运动规律,难度中等.
练习册系列答案
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