题目内容
【题目】如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正的电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动。现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中,设小球所带电荷量不变,在小球由静止下滑的过程中( )
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A. 小球的加速度一直增大
B. 小球的速度一直增大,直到最后匀速
C. 小球的速度先增大,再减小,直到停止运动
D. 棒对小球的弹力一先减小后增大
【答案】BD
【解析】
小球下滑过程中,受到重力、摩擦力(可能有)、弹力(可能有)、方向相反的洛伦兹力和电场力。
开始阶段,洛伦兹力小于电场力时,小球向下做加速运动,速度增大,洛伦兹力增大,小球所受的杆的弹力大小为N=qEqvB,N随着v的增大而减小,滑动摩擦力f=μN也减小,小球所受的合力F合=mgf,f减小,F合增大,加速度a增大;
当洛伦兹力等于电场力时,合力等于重力,加速度最大;
小球继续向下做加速运动,洛伦兹力大于电场力,小球所受的杆的弹力反向,大小为N=qvBqE,v增大,N增大,f增大,F合减小,a减小。
当mg=f时,a=0,故加速度先增大后减小,直到为零;小球的速度先增大,后不变;杆对球的弹力先减小后反向增大,最后不变;洛伦兹力先增大后不变。故AC错误,BD正确。
故选:BD.
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