Question

15．如图所示，一个摆球带正电的单摆在水平方向的磁场中摆动，摆动平面跟磁场垂直．当摆球从左向右和从右向左摆到最低点C时，下列说法正确的是（　　）

• A． 摆球受到的磁场力相同
• B． 摆球受到的悬线拉力相同
• C． 摆球具有相同的动能
• D． 摆球具有相同的动量

Answer 1

分析 带电小球在重力、拉力及洛伦兹力的共同作用下，做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功．因此仅有重力作功，则有机械能守恒．从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力．最后由向心加速度公式来确定是否相同．

解答 解：A、C、带电小球在运动过程中，受到重力、拉力及洛伦兹力拉力作用，拉力和洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球连续两次经过最低点时，速度大小相同，所以动能相同，洛伦兹力大小相等，由于速度方向不同，根据左手定则可知，洛伦兹力方向不同，则洛伦兹力不同，故A错误；C正确
B、根据公式a=$\frac{{v}^{2}}{r}$，可知小球的向心加速度大小相同，且方向指向固定点，即加速度相同；
连续两次经过最低点时，速度大小相等，根据牛顿第二定律可知，F_合=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，小球所受的合外力相同，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，故B错误；
D、连续两次经过最低点时，速度大小相等，而方向不同，所以小球 的动量的方向也不同．故D错误．
故选：C

点评 本题关键要抓住洛伦兹力不做功的特点，知道小球的机械能是守恒的，再对小球进行受力分析．要注意洛伦兹力方向都随着速度的方向不同而不同．最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度．