Question

如圖所示，ABC為豎直平面內的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里．質量相同的甲、乙、丙三個小球中，甲球帶正、乙球帶負電、丙球不帶電．現將三個小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點，則（　　）

A．經過最高點時，三個小球的速度相等

B．經過最高點時，甲球的速度最小

C．甲球的釋放位置比乙球的低

D．運動過程中三個小球的機械能均保持不變

Answer 1

分析：三個小球在磁場中受洛侖茲力方向不同，最高點由重力和洛侖茲力充當向心力；由向心力公式可知最高點的速度關系；由機械能守恒定律可得出各球釋放的位置．

解答：解：A：在最高點時，根據左手定則可得：甲球受洛侖茲力向下，乙球受洛侖茲力向上，而丙球不受洛侖茲力，故三球在最高點受合力不同，
故由F合=m

v2

r

可知，三小球的速度不相等；故A錯誤；
B：由以上分析可知，因甲球在最高點受合力最大，故甲球在最高點的速度最大，故B錯誤；
C、因甲球的速度最大，而在整個過程中洛侖茲力不做功，故機械能守恒，甲球釋放時的高度最高，故C錯誤；
D、因洛侖茲力不做功，故系統機械能守恒，三個小球的機械能保持不變，故D正確；
故選：D．

點評：本題應牢記洛侖茲力的性質，洛侖茲力永不做功，故三個小球在運動中機械能守恒．