Question

9．有一学生在深入研究电磁感应时，自己制作了如图所示的装置，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬线拉力为F_T，则（　　）

• A． 悬线竖直，F_T=mg
• B． 悬线倾斜，F_T=mg
• C． 悬线竖直，F_T＜mg
• D． 无法确定F_T的大小和方向

Answer 1

分析 整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度V匀速运动时，在上下表面产生感应电动势，小球受重力、电场力和洛伦兹力、拉力处于平衡，根据平衡判断绳子拉力的大小．

解答 解：设上下表面的间距为d，整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度v匀速运动时，在上下表面产生的电势差U=Bdv．根据右手定则，下表面带正电，上表面带负电，则小球所受电场力大小：$F=\frac{qU}{d}$=qvB，方向向下．小球所受洛伦兹力大小F₂=qvB，根据左手定则可知方向向上，所以电场力和洛伦兹力平衡，则重力等于绳子的拉力，悬线竖直．故A正确，B、C、D错误．
故选：A

点评 该题是复合场问题，小球受重力、电场力、洛伦兹力和拉力．解决本题的关键掌握右手定则判断电势的高低，以及用左手定则判断洛伦兹力的方向．