Question

3．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，试管在水平拉力F作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出．关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中不正确的是（　　）

• A． 小球带正电
• B． 试管对小球做正功
• C． 小球运动的轨迹是一条抛物线
• D． 维持试管匀速运动的拉力F应保持恒定

Answer 1

分析 小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，由左手定则，分析电性．将小球的运动分解为沿管子向里和垂直于管子向右两个方向．根据受力情况和初始条件分析两个方向的分运动情况，研究轨迹，确定F如何变化．

解答 解：A、小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电．故A正确．
B、试管对小球的作用力与速度夹角小于90°，则作用力做正功．故B正确．
C、设管子运动速度为v₁，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F₁=qv₁B，q、v₁、B均不变，F₁不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线．故C正确．
D、设小球沿管子的分速度大小为v₂，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F₂=qv₂B，v₂增大，则F₂增大，而拉力F=F₂，则F逐渐增大．故D错误．
本题选择不正确的，故选：D．

点评 本题中小球做类平抛运动，其研究方法与平抛运动类似：运动的合成与分解，其轨迹是抛物线．本题采用的是类比的方法理解小球的运动．