Question

【题目】如图，下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有质量m=10g，电荷量的绝对值|q|=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入磁感应强度B=0.2T，方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出（g取10m/s2）。下列说法中正确的是（　　）

A.该过程洛伦兹力做正功B.小球在竖直方向做匀加速直线运动

C.小球在玻璃管中的运动时间小于1sD.小球机械能的增加量为1J

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．小球受到的洛伦兹力的方向与小球运动方向垂直，故不做功，故A错误；

B．小球从管口上端飞出，则小球在玻璃管中所受洛伦兹力方向竖直向上，洛伦兹力大小为

小球在竖直方向受大小不变的力作用，所以小球在竖直方向做匀加速直线运动，故B正确；

C．小球的实际运动速度可分解为水平方向的速度和竖直方向的速度，与两个分速度对应的洛伦兹力的分力分别是水平方向的和竖直方向的，其中竖直方向的洛伦兹力不变，在竖直方向上由牛顿第二定律得

解得

由匀变速运动的位移公式得

解得

t=1s

故C错误；

D．小球飞出管口时，竖直速度为

飞出管口的合速度

动能的增量为

重力势能的增加

小球机械能的增加量

故D正确。

故选BD。