Question

如圖所示，在一根一端封閉、內壁光滑的直管MN內有一個帶正電的小球，空間中充滿豎直向下的勻強磁場。開始時，直管水平放置，且小球位于管的封閉端M處。現使直管沿水平方向向右勻速運動，經一段時間后小球到達管的開口端N處。在小球從M到N的過程中

A．磁場對小球不做功

B．直管對小球做正功

C．小球所受磁場力的方向不變

D．小球的運動軌跡是一直線

Answer 1

AB

試題分析：小球同時參與了兩個方向的運動，一個是水平方向和直管一起勻速直線運動，設水平速度為，則受到沿MN方向的洛倫茲力，速度不變，此方向洛倫茲力不變，所以在MN方向上由于的存在做勻加速直線運動，設豎直速度， 則有，所以小球的運動是勻速直線和與之垂直的勻加速直線運動的合運動，類平拋運動，運動軌跡不是直線選項D錯。由于小球具有沿MN方向的速度，所以小球還受到水平向左的洛倫茲力，水平要勻速，直管就要給小球一個水平向右的彈力，此彈力對小球做正功，選項B對。雖然有兩個洛倫茲力，但是一個做正功一個做負功，合力方向與合速度方向垂直，洛倫茲力不做功，選項A對。由于豎直方向速度逐漸變大，水平向左的洛倫茲力變大，MN方向洛倫茲力不變，合力即小球受到磁場力方向在不斷變化選項C錯。