题目内容

在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,且范围足够大,其俯视图如图所示.若小球运动到某点时,绳子突然断开,则关于绳子断开后,小球可能的运动情况的判断不正确的是 ( )

A.小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,但半径减小

B.小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,半径不变

C.小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径不变

D.小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径减小

答案:A
解析:

解析:设绳子断开前其张力为F,小球质量为m,电荷量为q,速率为v,则可能有:①F+qBv=m,绳断后,F=0,小球运动方向不变,但半径变大;②初始F=0,有qBv=m,绳断后,小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,半径不变,B说法可能;③若F与qBv反向,则有F-qBv=,绳断后,小球将沿顺时针转动,当F-qBv=qBv时,半径不变,当F-qBv>qBv,半径变大,当F-qBv<qBv时,半径变小,故C、D说法正确.综上分析知A说法不可能.

  答案:A

  小结:由选项看,要求分情况讨论,而讨论则抓住绳断前的各种可能性与绳断后的比较.

  引申:若绳子不断开,而使磁感应强度突然增大到某一值,试讨论:①小球速度大小,②绳中张力,③绕行周期和频率如何变化?(不考虑感应电场对小球做的功)

  答案:速度大小不变;绳中张力可能增大,可能减小,可能为零;绕行周期可能不变,频率可能变小.

 


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