Question

如图2－4－7所示，摆球带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力为F₁，摆球加速度大小为a₁；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F₂，摆球的加速度为a₂.则（　　）?

A.F₁＞F₂，a₁=a₂?

B.F₁＜F₂，a₁=a₂?

C.F₁＞F₂，a₁＞a₂?

D.F₁＜F₂，a₁＜a₂?

图2－4－7

Answer 1

解析：带电摆球在磁场和重力场组成的复合场中摆动，当从A→C和B→C运动的过程中，摆球的向心力是重力径向分量、绳的拉力及洛伦兹力共同提供的，而带电摆球受到洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对摆球不做功，只起到改变速度方向、不改变速度大小的作用，只有重力做功.由F_向=mv²/R可知，返回到C点时v的大小不变，F_向不变，由牛顿第二定律，F_向=ma_向，则a₁=a₂.又因为当摆球从A→C的过程中，球受F_洛方向与F₁同向，运动至C点时F_向=F₁+F_洛-mg，所以F₁=F_向+mg-F_洛.?

在摆球从B→C的过程，F_洛方向和F₂反向，运动到C点时，F_向=F₂-F_洛-mg，F₂=F_向+mg+F_洛，故F₁＜F₂.

答案：B