Question

5．如圖所示，下端封閉，上端開口且內壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有一帶電的小球，整個裝置水平向右做勻速運動，進入方向垂直于紙面向里的勻強磁場，由于外力作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端口飛出，若小球的電荷量始終保持不變，則從玻璃管進入磁場到小球飛出上端口的過程中（　　）

• A． 洛倫茲力對小球做正功
• B． 小球在豎直方向上作勻加速直線運動
• C． 小球的運動軌跡是拋物線
• D． 小球的機械能守恒

Answer 1

分析 洛倫茲力不做功．對小球進行受力分析，根據(jù)小球的受力情況判斷，由牛頓第二定律求出加速度，判斷加速度與速度如何變化，再分析小球運動的軌跡．根據(jù)功能關系可分析機械能是否守恒．

解答 解：A、洛倫茲力方向總是與小球的速度方向垂直，對小球不做功，故A錯誤．
B、設小球豎直分速度為v_y、水平分速度為v．
以小球為研究對象，受力如圖所示，由于小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運動，則豎直方向的洛倫茲力F₁=qvB是恒力，故豎直方向做勻加速直線運動；故B正確；
C、由牛頓第二定律得：qvB-mg=ma，a=$\frac{qvB}{m}$-g，小球的加速度不隨時間變化，恒定不變，故小球豎直方向做勻加速直線運動，水平方向做勻速直線運動，則小球運動軌跡是拋物線；故C正確；
D、由于小球受到玻璃管的作用力對小球做功，故小球的機械能不守恒；故D錯誤；
故選：BC．

點評 本題考查小球在磁場中運動情況，要注意運用運動的分解法，研究小球受力情況，判斷出小球的運動狀態(tài)是正確解答本題的關鍵