Question

缘细线和带电小球做成的单摆，把它放置在某匀强磁场中，如图所示．在带电小球摆动的过程中，连续两次经过最低点时，相同的物理量是（不计空气阻力）（　　）

A．小球受到的洛仑磁力

B．摆线的张力

C．小球的动量

D．小球的加速度

Answer 1

分析：带电小球在重力、拉力及洛伦兹力的共同作用下，做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功．因此仅有重力作功，则有机械能守恒．从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力．最后由向心加速度公式来确定是否相同．

解答：解：A、带电小球在运动过程中，受到重力、拉力及洛伦兹力拉力作用，拉力和洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球连续两次经过最低点时，速度大小相同，洛伦兹力大小相等，由于速度方向不同，根据左手定则可知，洛伦兹力方向不同，则洛伦兹力不同，故A错误；
B、连续两次经过最低点时，速度大小相等，根据牛顿第二定律可知，F_合=m

v2

r

，小球所受的合外力相同，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，故B错误；
C、由于动量是矢量，其方向速度方向相同，所以动量方向不同，动量不同的，故C错误．
D、根据公式a=

v2

r

，可知小球的向心加速度大小相同，且方向指向固定点，即加速度相同，故D正确；
故选：D

点评：本题关键要抓住洛伦兹力不做功的特点，知道小球的机械能是守恒的，再对小球进行受力分析．要注意洛伦兹力和动量的方向都随着速度的方向不同而不同．最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度．