Question

如圖所示，用絕緣細線懸掛的單擺，擺球帶正電，懸掛于O點，擺長為l，當它擺過豎直線OC時便進入或離開一個勻強磁場，磁場方向垂直于單擺擺動的平面向里，A、B點分別是最大位移處，下列說法中正確的是（　　）

A．A點和B點處于同一水平面

B．在A點和B點處線上的拉力大小相等

C．單擺向右或向左擺過D點時，線上的拉力是不相等的

D．單擺向右或向左擺過D點時，線上的拉力是相等的

Answer 1

分析：帶電小球在磁場中運動過程中除受到重力、細線的拉力外，還受到洛倫茲力，而洛倫茲力不做功，不改變小球的動能，則知A、B在同一水平線上．單擺的周期與沒有磁場時相同．經(jīng)過A、B兩點時，根據(jù)向心力為零，分析拉力大小關(guān)系．單擺向左或向右運動經(jīng)過D點時，速率相等，向心力相同，根據(jù)洛倫茲力的關(guān)系，分析線的拉力大小是否相等．

解答：解：A、帶電小球在磁場中運動過程中洛倫茲力不做功，整個過程中小球的機械能都守恒，所以A、B處于同一水平線上．故A正確．
B、球在A、B點時速度均為零，向心力均為零，細線的拉力大小都等于重力沿細線方向的分力，所以拉力大小相等．故B正確．
C、D、根據(jù)小球的機械能守恒可知，小球向左和向右經(jīng)過C點時速率相等，則向心力相同，但由于洛倫茲力方向相反，所以單擺向左或向右運動經(jīng)過C點時線的拉力大小不等．故C正確，D錯誤．
故選：AC

點評：本題中小球在復合場運動，洛倫茲力不做功，其機械能仍然守恒，洛倫茲力不改變小球運動的快慢．但要注意洛倫茲力方向與速度有關(guān)，速度反向，洛倫茲力方向也相反．