Question

（2009?宜昌模擬）如圖所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桌面上平放著一根一端開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出，關(guān)于帶電小球及其在離開(kāi)試管前的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　�。�

A．小球帶正電

B．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線

C．洛倫茲力對(duì)小球做正功

D．維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)逐漸增大

Answer 1

分析：小球能從管口處飛出，說(shuō)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(shuō)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、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B正確．
C、洛倫茲力總是與速度垂直，不做功．故C錯(cuò)誤．
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正確．
本題選擇錯(cuò)誤的，故選C．

點(diǎn)評(píng)：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)．