Question

19．如圖所示，在一個(gè)水平膠木圓盤上有一個(gè)帶負(fù)電荷的金屬塊P隨圓盤一起繞過O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為ω．若在豎直方向加一向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，仍然保持P隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為ω′．則下面判斷正確的是（　　）
①P受到的磁場(chǎng)力方向指向圓心O　
②P受到的磁場(chǎng)力方向背離圓心O　
③ω＜ω′
④ω＞ω′．

• A． ①④
• B． ②③
• C． ①③
• D． ②④

Answer 1

分析 木塊在水平轉(zhuǎn)盤上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力提供向心力，由于靜摩擦力有個(gè)最大值，因此在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，要保持相對(duì)靜止，存在著角速度的最大值．
當(dāng)有磁場(chǎng)時(shí)，洛倫茲力沿半徑向外，合力變小，最大角速度也變�。�

解答 解：第一種情況，沒有磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)盤面對(duì)物塊的靜摩擦力提供向心力，最大的角速度ω對(duì)應(yīng)最大的靜摩擦力f₁，即：f₁=mω²r，
第二種情況，有磁場(chǎng)時(shí)，P受到的磁場(chǎng)力方向背離圓心O，即洛倫茲力f沿半徑向外，此時(shí)有：f₁-f=mω′²r
因?yàn)閒₁＞f₁-f，所以ω＞ω′，所以ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查圓周運(yùn)動(dòng)中力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，注意本題中分析清楚什么力充當(dāng)向心力，難度不大，屬于中檔題．