Question

（12分）如圖所示，下端封閉、上端開口，高h=5m，內(nèi)壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有質(zhì)量m=10g，電荷量q=0.2C的小球，整個裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場方向進入B=0.2T，方向垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，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.求

（1）     小球的電性。

（2）     小球在管中的運動時間。

（3）     小球在管中運動過程中增加的機械能。

Answer 1

解析:洛倫茲力不做功，這是大家所認同的，但洛倫茲力不做功并不代表其分力也不做功，如某帶電粒子在磁場中運動某時刻的速度與洛倫茲力的方向如圖所示，把洛倫茲力和速度按如下圖所示進行分解，則可知在方向上要做負功，在方向上要做正功，而和所做功的代數(shù)和仍然為0。

本題解題過程：

（1）     小球因受到向上的洛倫茲力的作用而向上運動，故小球帶正電。

（2）     小球的運動可以分成水平方向和豎直方向的運動。小球在水平方向的勻度決定了小球在豎直方向受到的洛倫茲力大小不變，小球在豎直方向上做勻加速上升運動。根據(jù)及和t=1S。

（3）     小球在運動過程中豎直方向的速度不斷增大，使小球在水平向左方向的洛倫茲力不斷增大，阻礙小球水平方向的運動，做負功。小球在豎直方向的洛倫茲力使小球上升，做正功。小球水平方向速度不變，小球增加的機械能就是豎直方向的洛倫茲力對小球做的功

該題中洛倫茲力的兩個分力和都做功，一個做正功，一個做負功，但總功是0.所以還是洛倫茲力不做功。

錯解分析:錯解：因為不加理解地記憶：洛倫茲力不做功。從而想不明白小球的動能增加了，明明是洛倫茲做了功，但洛倫茲力不做功的。本題求解過程一般不會錯。但解出結(jié)果不代表理解了。特點是最后一問。