Question

【題目】如圖所示，下端封閉上端開口、內壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有一帶電的小球．整個裝置以水平向右的速度勻速運動，垂直于磁場方向進入方向水平的勻強磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端開口飛出，小球的電荷量始終保持不變，則從玻璃管進入磁場到小球運動到上端開口的過程中，關于小球運動的加速度大小a、沿豎直方向的速度vy、外力F以及管壁對小球的彈力做功的功率P隨時間t變化的圖象（不計小球重力），其中正確的是( )

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】D

【解析】試題分析：以小球為研究對象，受力如圖所示，

由于小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運動，則豎直方向的洛倫茲力是恒力，由牛頓第二定律得：，小球的加速度不隨時間變化，恒定不變，小球在豎直方向上的加速度不變，小球做初速度為零的勻加速直線運動，豎直方向的速度隨時間均勻增加，故AB錯誤；小球在水平方向受到的，小球在水平方向做勻速直線運動，由平衡條件得：，玻璃管對小球的彈力與小球對玻璃管的作用力是作用力與反作用力，由牛頓第三定律得：，玻璃管在水平方向上受拉力F與作用做勻速直線運動，則，即，由此可知，拉力F與時間t成正比，故C錯誤；管壁對小球的彈力做功的功率，P與t成正比，故D正確；