Question

15．如圖所示，一個擺球帶正電的單擺在水平方向的磁場中擺動，擺動平面跟磁場垂直．當擺球從左向右和從右向左擺到最低點C時，下列說法正確的是（　�。�

• A． 擺球受到的磁場力相同
• B． 擺球受到的懸線拉力相同
• C． 擺球具有相同的動能
• D． 擺球具有相同的動量

Answer 1

分析 帶電小球在重力、拉力及洛倫茲力的共同作用下，做圓周運動，由于拉力與洛倫茲力始終垂直于速度方向，它們對小球不做功．因此僅有重力作功，則有機械能守恒．從而可以確定動能是否相同，并由此可確定拉力與洛倫茲力．最后由向心加速度公式來確定是否相同．

解答 解：A、C、帶電小球在運動過程中，受到重力、拉力及洛倫茲力拉力作用，拉力和洛倫茲力對小球不做功，僅僅重力作功，則小球機械能守恒，所以小球連續(xù)兩次經(jīng)過最低點時，速度大小相同，所以動能相同，洛倫茲力大小相等，由于速度方向不同，根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力方向不同，則洛倫茲力不同，故A錯誤；C正確
B、根據(jù)公式a=$\frac{{v}^{2}}{r}$，可知小球的向心加速度大小相同，且方向指向固定點，即加速度相同；
連續(xù)兩次經(jīng)過最低點時，速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)_合=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，小球所受的合外力相同，由于速度方向不同，導(dǎo)致產(chǎn)生的洛倫茲力的方向也不同，則拉力的大小也不同，故B錯誤；
D、連續(xù)兩次經(jīng)過最低點時，速度大小相等，而方向不同，所以小球 的動量的方向也不同．故D錯誤．
故選：C

點評 本題關(guān)鍵要抓住洛倫茲力不做功的特點，知道小球的機械能是守恒的，再對小球進行受力分析．要注意洛倫茲力方向都隨著速度的方向不同而不同．最后由牛頓第二定律來考查向心力與向心加速度．