Question

A、B、C是三个完全相同的带正电小球，从同一高度开始自由下落，A球穿过一水平方向的匀强磁场；B 球下落过程中穿过水平方向的匀强电场；C球直接落地，如图所示.试比较三个小球下落过程中所需的时间t_A、t_B、t_C的长短及三个小球到达地面的速率v_A、v_B、v_C间的大小关系，下列说法正确的是

1. A.
   t_A＞t_B=t_C   v_B＞v_A=v_C
2. B.
   t_A=t_B＞t_C   v_A＜v_B=v_C
3. C.
   t_A=t_B=t_C    v_A=v_B＞v_C
4. D.
   t_A＞t_B＞t_C  v_A=v_B＜v_C

Answer 1

A
比较小球下落时间可由分析竖直方向受力情况与分析运动的情况去作比较;比较小球着地时的速率大小，可由动能定理进行分析，此时，要特别注意重力、电场力、洛伦兹力的做功特点. A球进入匀强磁场中除受重力外还受洛伦兹力，改变A的运动方向洛伦兹力方向随之改变，洛伦兹力方向斜向上，因此向上方向有分力阻碍小球自由下落，延长下落时间，而B与C球在竖直方向只受重力作用，竖直方向均做自由落体运动，故下落时间t_A>t_B=t_C.三个带电球均受重力的作用，下落过程由于重力做正功，速度均增加.A球下落时虽受洛伦兹力作用，但洛伦兹力对电荷并不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故A、C两球的速度大小相等.而B球下落进入电场时，电场力对小球做正功，使小球B的动能增大，因此落地时B球的动能最大，即v_B>v_A=v_C