题目内容
如图所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为（ ）
A．0
B．2mg
C．4mg
D．6mg
【答案】分析：小球摆动过程中，受到重力、线的拉力和洛伦兹力，只有重力做功，其机械能守恒，当小球自右方摆到最低点时的速率等于自左方摆到最低点时的速率，由机械能守恒定律求出小球经过最低点时的速率．根据小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，由重力与洛伦兹力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列出方程．小球自右方摆到最低点时，洛伦兹力方向向下，再由牛顿第二定律求出悬线上的张力．
解答：解：设线的长度为L，小球经过最低点时速率为v．
根据机械能守恒定律得：mgL（1-cos60°）=
，得到v=
当小球自左方摆到最低点时，有：qvB-mg=m
①
当小球自右方摆到最低点时，有：F-mg-qvB=m
②
由①+②得：F=2mg+2m
=4mg．
故选C
点评：本题磁场中的力学问题，考查综合应用机械能守恒定律和牛顿第二定律解题的能力，抓住洛伦兹力不做功的特点．
解答：解：设线的长度为L，小球经过最低点时速率为v．
根据机械能守恒定律得：mgL（1-cos60°）=
，得到v=当小球自左方摆到最低点时，有：qvB-mg=m
①当小球自右方摆到最低点时，有：F-mg-qvB=m
②由①+②得：F=2mg+2m
=4mg．故选C
点评：本题磁场中的力学问题，考查综合应用机械能守恒定律和牛顿第二定律解题的能力，抓住洛伦兹力不做功的特点．
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