Question

19．一根中空的绝缘圆管放在光滑的水平桌面上．圆管底端有一个带正电的光滑小球．小球的直径恰好等于圆管的内径．空间存在一个竖直向下的匀强磁场，如图．现用一拉力F拉圆管并维持圆管以某速度水平向右匀速运动，则在圆管水平向右运动的过程中（　　）

• A． 小球也随圆管做匀速运动
• B． 小球做类平抛运动，且洛伦兹力做正功
• C． 小球做类平抛运动，且洛伦兹力不做功
• D． 小球所受洛伦兹力一直沿圆管向管口方向

Answer 1

分析 小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，将小球的运动分解为沿管子向里和垂直于管子向右两个方向．根据受力情况和初始条件分析两个方向的分运动情况，研究轨迹．

解答 解：洛伦兹力总是与速度垂直，不做功；设管子运动速度为v₁，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F₁=qv₁B，q、v₁、B均不变，F₁不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，洛伦兹力方向不断变化，故ABD错误，C正确；
故选：C

点评 本题中小球做类平抛运动，其研究方法与平抛运动类似：运动的合成与分解，其轨迹是抛物线．本题采用的是类比的方法理解小球的运动．