Question

【題目】如圖所示，一質量為m，電荷量為+q的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、下表面與隧道上、下表面的動摩擦因數均為μ，整個空間存在垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場．現給物塊水平向右的初速度v0，空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，則整個運動過程中，物塊克服阻力做功不可能為（　　）

A. 0 B. mv02

C. mv02+ D. mv02

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據左手定則判斷洛倫茲力方向，因初速度大小未知，故開始時滑塊受彈力方向不能確定，應討論．

由題意對滑塊受力分析，因不知道開始時滑塊所受洛倫茲力與重力誰大，故彈力方向大小均不能確定，應討論：若滑塊受到向上的洛倫茲力F=mg，則支持力FN=0，摩擦力f=0，滑塊將勻速運動，摩擦力不做功，故A可能；若F＜mg，則彈力方向向上，豎直方向滿足FN+F=mg，水平方向受摩擦力向左，滑塊做減速運動，由F=qvB知，F減小，FN則增大，f增大，由-f=ma可知，v繼續減小，最后減為零，由動能定理知，-W=0-mv02，解得：W=mv02，故B可能；若F＞mg，則滑塊受到向下的壓FN，在豎直方向滿足F=mg+FN，滑塊向右做減速運動，由動態分析知，當F=mg時FN=0，f=0，最終滑塊做勻速運動，此時滿足：qvB=mg，解得：，對滑塊整個過程由動能定理得：-W= mv2-mv02，聯立解得：W=mv02，故C不可能，D可能；本題選不可能的，故選C。