题目内容

【题目】如图所示,下端封闭上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中,关于小球运动的加速度大小a、沿竖直方向的速度vy、外力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象(不计小球重力),其中正确的是( )

A. B.

C. D.

【答案】D

【解析】试题分析:以小球为研究对象,受力如图所示,

由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,则竖直方向的洛伦兹力是恒力,由牛顿第二定律得:,小球的加速度不随时间变化,恒定不变,小球在竖直方向上的加速度不变,小球做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向的速度随时间均匀增加,故AB错误;小球在水平方向受到的,小球在水平方向做匀速直线运动,由平衡条件得:,玻璃管对小球的弹力与小球对玻璃管的作用力是作用力与反作用力,由牛顿第三定律得:,玻璃管在水平方向上受拉力F作用做匀速直线运动,则,即,由此可知,拉力F与时间t成正比,故C错误;管壁对小球的弹力做功的功率Pt成正比,故D正确;

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