Question

【題目】如圖，下端封閉、上端開口、高h=5m內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置，管底有質(zhì)量m=10g，電荷量的絕對值|q|=0.2C的小球，整個(gè)裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出（g取10m/s2）。下列說法中正確的是（　�。�

A.該過程洛倫茲力做正功B.小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1sD.小球機(jī)械能的增加量為1J

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．小球受到的洛倫茲力的方向與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，故A錯(cuò)誤；

B．小球從管口上端飛出，則小球在玻璃管中所受洛倫茲力方向豎直向上，洛倫茲力大小為

小球在豎直方向受大小不變的力作用，所以小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；

C．小球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度可分解為水平方向的速度和豎直方向的速度，與兩個(gè)分速度對應(yīng)的洛倫茲力的分力分別是水平方向的和豎直方向的，其中豎直方向的洛倫茲力不變，在豎直方向上由牛頓第二定律得

解得

由勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式得

解得

t=1s

故C錯(cuò)誤；

D．小球飛出管口時(shí)，豎直速度為

飛出管口的合速度

動(dòng)能的增量為

重力勢能的增加

小球機(jī)械能的增加量

故D正確。

故選BD。