题目内容

17.如图,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,小球在平衡位置两侧做往复运动,空气阻力不计,则小球相邻两次经过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.小球的向心加速度不相同

分析 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.最后由向心加速度公式来确定是否相同.

解答 解:A、由题意可知,拉力与洛伦兹力对小球不做功,仅仅重力作功,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、由A选项可知,速度大小相等,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、由于小球的运动方向不同,则根据左手定则可知,洛伦兹力的方向不同,但大小却相同.故C错误;
D、根据$a=\frac{{v}^{2}}{r}$,可知小球的向心加速度大小相同,且方向指向固定点,即加速度相同,故D错误;
故选:A

点评 本题考查对小球进行受力分析,并得出力做功与否,根据机械能守恒定律来解题是突破口,同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同.最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度.

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