题目内容
【题目】如图所示,玻璃试管内壁光滑、长为L,试管底部有一质量为m,电荷量为-q的小球(视为质点)。匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度为B,现让试管绕通过开口端的竖直轴以角速度ω在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,则试管底部所受压力大小( )
A. 可能为0
B. 等于
C. 等于
D. 等于
【答案】C
【解析】
分析小球在水平面内的受力情况:洛伦兹力和试管底部的支持力,由这两个力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解试管底部所受压力大小.
以小球为研究对象,在水平面内小球受到洛伦兹力和试管底部的支持力,由左手定则判断可知,洛伦兹力沿半径向外,根据牛顿第二定律得:
N-qBLω=mω2L
解得:N=mω2L+qBLω
根据牛顿第三定律得,试管底部所受压力大小N′=N=mω2L+qBLω.
故选:C
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