题目内容

12.质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中不正确的是 (  )
A.小球带正电
B.小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
C.小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动
D.则小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为$\frac{mgcosθ}{Bq}$

分析 先对小球受力分析,根据带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零这个临界条件,得出此时小球受到的洛伦兹力的大小等于斜面对小球的支持力,可以判断出洛伦兹力的大小和方向,从而确定小球电性,以及此刻速率.根据受力情况分析小球在斜面上的运动.

解答 解:带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零这个临界条件,得出此时小球受到的洛伦兹力与小球对斜面的压力大小相等,方向相反;
A、小球沿着斜面向下运动,由磁场垂直纸面向外,又由于洛伦兹力垂直斜面向上,根据左手定则得小球带正电,A正确;
B、小球没有离开斜面之前,在重力,支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动,虽然速度变大,导致洛伦兹力变大,但三个力的合力却不变,小球一直沿着斜面向下做加速度为gsinθ的匀加速直线运动,B正确;
C、小球没有离开斜面之前,在重力,支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动,虽然速度变大,导致洛伦兹力变大,但重力沿斜面向下的分力却不变,即三个力的合力却不变,故小球做加速度不变的匀加速直线运动,故C不正确;
D、小球在斜面上下滑过程中,当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直与斜面的分力相等时,小球对斜面压力为零.所以Bqv=mgcosθ,则速率v为$\frac{mgcosθ}{qB}$,D正确;
本题选不正确的,故选:C

点评 本题考查在磁场中小球沿斜面下滑的问题,步骤依然是先分析小球的受力情况,将根据运动情况列式求解.从临界条件去找解题的突破口,本题的突破口是从小滑块刚从斜面离开时,从而确定洛伦兹力的大小,进而得出刚离开时的速度大小.

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