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精英家教网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,对小球可能的运动情况的判断正确的是(  )
A、小球做离心运动,逐渐远离O点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,半径和原来相同D、小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径比原来小
分析:运动的带点粒子在磁场中受力洛伦兹力的作用,分小球带正电和负电两种情况进行讨论,用左手定则判断洛伦兹力的方向,根据向心力公式分析绳子所受的力,绳子断开后,绳子的拉力为零,小球仅受洛伦兹力,根据受力情况判断小球的运动情况即可.
解答:解:A.如果洛伦兹力和拉力共同提供向心力,绳子断开时,向心力减小,而小球的速率不变,则小球做逆时针的圆周运动,但半径增大,不会做离心运动,不逐渐远离O点,故A错误;
B、如果洛伦兹力单独提供向心力,绳子断开时,向心力不变,而小球的速率不变,则小球做逆时针的圆周运动,但半径一定不变,故B正确;
C、如果小球带负电,则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心,当洛伦兹力的大小等于小球原来所受合力大小时,绳子断后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径不变,C正确;
D、如果小球带负电,则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心,当洛伦兹力的大小大于小球原来所受合力大小时,绳子断后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径减小,故D正确.
故选:BCD
点评:解题的关键是能正确分析向心力的来源,知道如何判断洛伦兹力的方向,难度适中.
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