题目内容
【题目】如图所示, 坐标平面在竖直面内, 轴沿水平方向, 轴正方向竖直向上,在图示空间内有垂直于平面的水平匀强磁场。一带电小球从O点静止释放,运动轨迹如图中曲线所示。关于带电小球的运动,下列说法中正确的是()
A. OAB轨迹为半圆
B. 小球运动至最低点A时速度最大,且沿水平方向
C. 小球在整个运动过程中机械能守恒
D. 小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等
【答案】BC
【解析】试题分析:电荷在重力和洛伦兹力共同作用下做曲线运动,重力恒为mg,洛伦兹力大小F=qvB,与物体的速度有关,重力改变电荷运动速度的大小,洛伦兹力改变电荷运动速度的方向,因洛伦兹力大小随速度的变化而变化,故电荷不可能做圆周运动;在整个运动过程中,由于洛伦兹力不做功,系统只有重力做功,故系统的机械能守恒.
因为重力改变速度的大小,而洛伦兹力仅改变速度的方向,又洛伦兹力大小随随速度的变化而变化,故电荷运动的轨迹不可能是圆,A错误;因为系统只有重力做功,据动能定理,电荷在最低点时重力做功最多, ,最低点处h最大故速度最大.曲线运动的速度方向为该点的切线方向,是低点的切线方向在水平方向,B正确;整个过程中由于洛伦兹力不做功,即只有重力做功,故系统机械能守恒,C正确;若最低点洛伦兹力与重力大小相等,根据平衡可知电荷将水平向右做匀速直线运动,故不可能沿轨迹AB运动,D错误.
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