题目内容
【题目】如图所示,半径为只的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内,磁感应强度为B的勻强磁场方向垂
直轨道平面向里。一可视为质点,质量为m,电荷量为q(q>0)的小球由轨道左端A处无初速度滑 下,当小球滑至轨道最低点C时,给小球再施加一始终水平向右的外力F,使小球能保持不变的速 率滑过轨道右侧的D点,若小球始终与轨道接触,重力加速度为g,则下列判断正确的是
A. 小球在C点受到的洛伦兹力大小为qB
B. 小球在C点对轨道的压力大小为3mg -qB
C. 小球从C到D的过程中,外力F大小保持不变
D. 小球从C到D的过程中,外力F的功率不变
【答案】B
【解析】A、因为洛伦兹力始终对小球不做功,故洛伦兹力不改变小球速度的大小,从A点运动到C点的过程中只有重力做功,根据动能定理得: ,解得: .故小球在C点受到的洛伦兹力大小为,A错误;
B、由左手定则可知,小球向右运动到C点时若受到的洛伦兹力的方向向上,则有: ,解得: ,B正确;
C、小球从C到D的过程中,洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大,所以水平外力F的增大.故C错误;
D、小球从C到D的过程中小球的速率不变,而洛伦兹力和支持力不做功,所以小球的动能不变,拉力F的功率与重力的功率大小相等,方向相反.由运动的合成与分解可知,小球从C向D运动的过程中,竖直方向的分速度越来越大,所以重力的功率增大,所以外力F的功率也增大.D错误.
故选B。
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