题目内容
【题目】如图所示,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )
A. 小球的动能相同
B. 丝线所受的拉力相同
C. 小球所受的洛伦兹力相同
D. 小球的向心加速度相同
【答案】AD
【解析】
带电小球在重力与拉力及洛伦兹力共同作用下,绕固定点做圆周运动,由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向,它们对小球不做功.因此仅有重力作功,则有机械能守恒.从而可以确定动能是否相同,并由此可确定拉力与洛伦兹力.由向心加速度公式和牛顿第二定律列式分析.
A、小球运动过程中,所受的细线的拉力与洛伦兹力对小球不做功,仅仅有重力作功,则小球机械能守恒,所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的动能相同;故A正确.
B、小球经过最低点时速度大小不变,则根据牛顿第二定律可知,由于速度方向不同,导致产生的洛伦兹力的方向也不同,则拉力的大小也不同;故B错误.
C、小球经过最低点时速度大小不变,由于速度方向不同,导致产生的洛伦兹力的方向也不同,则洛伦兹力不相同;故C错误.
D、小球的动能相同则速度的大小相等,据知,v、r相同,可知小球所受的向心力相同,向心加速度相同;故D正确.
故选AD.
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