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如图,将一个质量为m的带负电小球用绝缘细线悬挂在用铜板制成的U形框中,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度V匀速运动,悬线拉力大小为F,则( )

A.悬线竖直,F=mg
B.悬线竖直,F<mg
C.选择V的大小,可以使F=0
D.因条件不足,F与mg的大小关系无法确定
【答案】分析:整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度V匀速运动时,在上下表面产生感应电动势,小球受重力、电场力和洛伦兹力、拉力处于平衡,根据平衡判断绳子拉力的大小.
解答:解:设上下表面的间距为d,整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度V匀速运动时,在上下表面产生的电势差U=Bdv.根据右手定则,下表面带正电,上表面带负电,则小球所受电场力大小,方向向下.小球所受洛伦兹力大小F2=qvB,方向向上,知电场力和洛伦兹力平衡,则重力等于绳子的拉力,悬线竖直.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
点评:该题是复合场问题,小球受重力、电场力、洛伦兹力和拉力.解决本题的关键掌握右手定则判断电势的高低,以及用左手定则判断洛伦兹力的方向.
练习册系列答案
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(2012?白银模拟)右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5m,如图所示.将一个质量为m=0.5kg的木块在F=1.5N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.求:
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度;
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(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力的大小;
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