Question

3．如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下，磁場中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管，試管在水平拉力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從管口處飛出．關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動(dòng)，下列說法中不正確的是（　�。�

• A． 小球帶正電
• B． 試管對小球做正功
• C． 小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
• D． 維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)保持恒定

Answer 1

分析 小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，由左手定則，分析電性．將小球的運(yùn)動(dòng)分解為沿管子向里和垂直于管子向右兩個(gè)方向．根據(jù)受力情況和初始條件分析兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)情況，研究軌跡，確定F如何變化．

解答 解：A、小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電．故A正確．
B、試管對小球的作用力與速度夾角小于90°，則作用力做正功．故B正確．
C、設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為v₁，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)．小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力F₁=qv₁B，q、v₁、B均不變，F(xiàn)₁不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線．故C正確．
D、設(shè)小球沿管子的分速度大小為v₂，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力F₂=qv₂B，v₂增大，則F₂增大，而拉力F=F₂，則F逐漸增大．故D錯(cuò)誤．
本題選擇不正確的，故選：D．

點(diǎn)評 本題中小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，其研究方法與平拋運(yùn)動(dòng)類似：運(yùn)動(dòng)的合成與分解，其軌跡是拋物線．本題采用的是類比的方法理解小球的運(yùn)動(dòng)．