Question

6．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示．若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（　　）

• A． 小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径增大
• B． 小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小
• C． 小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变
• D． 小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小

Answer 1

分析 运动的带点粒子在磁场中受力洛伦兹力的作用，分小球带正电和负电两种情况进行讨论，用左手定则判断洛伦兹力的方向，根据向心力公式分析绳子所受的力，绳子断开后，绳子的拉力为零，小球仅受洛伦兹力，根据受力情况判断小球的运动情况即可．

解答 解：A、若小球带正电，则小球所受的洛伦兹力指向圆心，开始时，拉力可能为零，绳断后，仍然洛伦兹力提供向心力，逆时针做圆周运动，半径不变．
若开始靠洛伦兹力和拉力的合力提供向心力，拉力减小为零，小球靠洛伦兹力提供向心力，速度的大小不变，半径变大，故B错误，A正确．
C、如果小球带负电，则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心，当洛伦兹力的大小等于小球原来所受合力大小时，绳子断后，小球做顺时针的匀速圆周运动，半径不变，也可能洛伦兹力小于之前合力的大小，则半径减小．故C、D正确．
故选：ACD

点评 该题考查带电粒子在磁场中的运动，解题的关键是能正确分析向心力的来源，结合受力分析判断洛伦兹力的方向，以及洛伦兹力的大小与初状态的合力的大小之间的关系，难度适中．