题目内容
在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动.磁场方向竖直向下,其俯视图如图4-2-13所示.若小球运动到A点时,绳子突然断开,关于小球在绳断开后可能的运动情况有:①小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,半径不变 ②小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,但半径减小 ③小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径不变 ④小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径减小以上说法正确的是( )
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图4-2-13
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
解析:(Ⅰ)当小球带正电,小球沿逆时针做匀速圆周运动时,它所受的磁场力指向圆心,绳子拉力可能为零,也可能不为零,根据向心力公式有:T+F=m
,当绳断后,①若绳断前T=0,则小球仍逆时针做匀速圆周运动,半径不变;②若绳断前T>0,则小球仍沿逆时针做匀速圆周运动,但仅靠磁场力不足以提供需要的向心力,半径将增大.(Ⅱ)当小球带负电,小球沿逆时针做匀速圆周运动时,它所受的磁场力背离圆心,靠绳子拉力T与磁场力F的合力提供向心力,由向心力公式有:T-F=m
,当绳断后,①若绳断前T=2F,则小球将沿顺时针做匀速圆周运动,半径不变;②若绳断前T>2F,则小球将沿顺时针方向做匀速圆周运动,半径将增大;③若绳断前F<T<2F,则小球将沿顺时针方向做匀速圆周运动,半径将变小,故选项C正确.
答案:C
练习册系列答案
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