题目内容
【题目】如图所示,在一个倾角为θ的斜面上,有一个质量为m,带负电的小球P(可视为点电荷),空间存在着方向垂直斜面向下的匀强磁场,带电小球与斜面间的摩擦力不能忽略,它在斜面上沿图中所示的哪个方向运动时,有可能保持匀速直线运动状态( )
A. v1方向
B. v2方向
C. v3方向
D. v4方向
【答案】C
【解析】把小球的重力mg进行正交分解,分解为一个沿斜面下滑的分力G1和一个垂直于斜面向下的分力G2,如图所示:
其中G1=mgsinθ,G2=mgcosθ。
A、若小球的速度沿v1方向,滑动摩擦力v1的相反,即沿图中v3方向,由左手定则知,小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v1垂直向下,重力的分力G1沿斜面向下,则知斜面平面内的合外力不为零,小球不可能做匀速直线运动,故A错误。B、若小球的速度沿v2方向,滑动摩擦力v2的相反,即沿图中v4方向,由左手定则知,小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v2垂直向上,重力的分力G1沿斜面向下,则知斜面平面内的合外力不为零,小球不可能做匀速直线运动,故B错误。C、若小球的速度沿v3方向,滑动摩擦力v3的相反,即沿图中v1方向,由左手定则知,小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v3垂直向上,即沿v2方向,重力的分力G1沿斜面向下,则知斜面平面内的合外力能为零,小球能做匀速直线运动,故C正确。D、若小球的速度沿v4方向,滑动摩擦力v4的相反,即沿图中v2方向,由左手定则知,小球受到的洛伦兹力方向在斜面平面内与v4垂直向下,即沿v3方向,重力的分力G1沿斜面向下,则知斜面平面内的合外力不可能为零,小球不可能做匀速直线运动,故D错误。故选C。
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