题目内容

【题目】如图,光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接,前者置于水平向外的匀强磁场中,有一带正电小球从A静止释放,且能沿轨道前进,并恰能通过半圆轨道最高点C.现若撤去磁场,使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点,则释放高度H′与原释放高度H的关系是( )

A.H′=H B.H′<H C.H′>H D.无法确定

【答案】C

【解析】

试题有磁场时,恰好通过最高点,靠重力和洛伦兹力的合力提供向心力,无磁场时,恰好通过重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出最高点的临界速度,通过动能定理比较释放点的高度.

解:有磁场时,恰好通过最高点,有:mg﹣qvB=m

无磁场时,恰好通过最高点,有:mg=m

由两式可知,v2>v1

根据动能定理,由于洛伦兹力和支持力不做功,都是只有重力做功,mg(h﹣2R)=mv2可知,H′>H.故C正确,A、B、D错误.

故选:C.

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