如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中.轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的,两个...
问题详情:
如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中.轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点,则下列说法正确的是( )
A.两小球到达轨道最低点的速度vM<vN
B.两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM<FN
C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端
【回答】
解:AC、在磁场中运动时,只有重力做正功,在电场中运动时,重力做正功、电场力做负功,由动能定理可知:
mv=mgH
mv=mgH﹣qE•d
解得,vM>vN,由于小球在磁场中运动,磁场力对小球不做功,整个过程中小球的机械能守恒;而小球在电场中运动受到的电场力对小球做负功,到达最低点时的速度的大小较小,所以在电场中运动的时间也长,故AC错误;
B、最低点M时,支持力与重力和洛伦兹力(方向竖直向下)的合力提供向心力,最低点N时,支持力与重力的合力提供向心力,因为vM>vN,可知:FM>FN,故B错误;
D、由于小球在磁场中运动,磁场力对小球不做功,整个过程中小球的机械能守恒,所以小球可以到达轨道的另一端,而电场力做小球做负功,所以小球在达到轨道另一端之前速度就减为零了,故不能到达最右端,故D正确;
故选:D.
知识点:磁场对运动电荷的作用力
题型:选择题