一道洛伦兹力的选择题》》》》如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外.质量相同的甲,乙
来源:学生作业学帮网 编辑:学帮网 时间:2024/07/01 04:12:55
一道洛伦兹力的选择题》》》》
如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外.质量相同的甲,乙,丙三个小球中,甲球带正点,乙球带负电,丙球不带电.现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( )
(A)经过最高点时,三个小球的速度相等
(B)经过最高点时,甲球的速度最大
(C)甲球的释放位置比乙球的低
(D)运动过程中三个小球的机械能均保持不变
请选出答案,并解释每个选项(简明严谨即可),
依题意知,三小球在圆弧的顶点的速度方向均向左
结合三个小球的带电情况由左手定则判断洛伦兹力的方向分别为上、下、无
并根据圆周运动向心力公式能够得出:
甲:mg-qvB=mv^2/R
乙:mg+qvB=mv^2/R
丙:mg=mv^2/R
很明显,V乙>V丙>V甲
∵洛伦兹力永不做功,同时本题无摩擦
∴机械能均保持不变
列式:mgH=mg2R+mV^2/2
所以H乙>H丙>H甲
C、D选项正确
恰好通过圆形轨道的最高点,
甲,qv1B+mg=mV1^2/R,
乙,mg-qv2B=mV2^2/R,
丙,mg=mV3^2/R
(D)运动过程中三个小球的机械能均保持不变,只有重力做功
甲,mgh1=mg*2R+(1/2)mV1^2
乙,mgh2=(1/2)mV2^2/+mg*2R
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