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10.如图所示,光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管,细管封闭端有一带电小球,小球直径略小于管的直径,细管的中心轴线沿y轴方向.在水平拉力F作用下,细管沿x轴方向做匀速运动,小球能沿y轴负方向从管口处飞出.小球在离开细管前,下列说法正确的是(  )
A.小球运动的轨迹是一条抛物线B.小球可能带正电
C.拉力F与运动时间t成正比D.洛仑兹力对小球做正功

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、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A正确.
B、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B错误.
C、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,与时间成正比.故C正确.
D、洛伦兹力总是与速度垂直,不做功.故D错误.
故选:AC.

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.

练习册系列答案
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A.小球的质量可以求出B.小球抛出时的速度可以求出
C.小球在空中运动的时间可以求出D.小球落地时的速度大小无法求出

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①增大A的质量;
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