题目内容

9.如图所示,竖直平面内有一固定的光滑绝缘椭圆大环,水平长轴为AC,竖直短轴为ED.轻弹簧一端固定在大环的中心O,另一端连接一个可视为质点的带正电的小环,小环刚好套在大环上,整个装置处在一个水平向里的匀强磁场中.将小环从A点由静止释放,已知小环在A、D两点时弹簧的形变量大小相等.下列说法中正确的是(  )
A.刚释放时,小球的加速度为重力加速度g
B.小环的质量越大,其滑到D点时的速度将越大
C.小环从A到运动到D,弹簧对小环做正功
D.小环一定不能滑到C点

分析 刚释放时,小环速度为零,洛伦兹力为零,只受重力,所有加速度为g,因为AD点时弹簧的形变量相同,且OA长度大于OD,所有OA处于拉伸,OD处于压缩,所以弹簧由伸长变为压缩,弹力先做正功,后做负功,从A到D过程中洛伦兹力不做功,而弹簧的弹性势能不变,只有重力做功,所以无论小球的质量如何,小环到达D点的速度是一样的,故小球一定能滑到C点

解答 解:A、刚释放时,小环速度为零,洛伦兹力为零,竖直方向上只受重力,水平方向上大环对小环的弹力和弹簧的弹力平衡,则加速度为g,方向竖直向下,故A正确;
B、从A到D过程中洛伦兹力不做功,而弹簧的弹性势能不变,只有重力做功,所以无论小球的质量如何,小环到达D点的速度是一样的,故小球一定能滑到C点,故B错误,D错误.
C、因为AD点时弹簧的形变量相同,且OA长度大于OD,所以OA处于拉伸,OD处于压缩,所以弹簧由伸长变为压缩,弹力先做正功,后做负功,故C错误;
故选:A.

点评 本题关键是知道洛伦兹力不做功,小环和弹簧组成的系统机械能守恒.小球在A点和D点弹簧的弹性势能相等.

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