Question

【题目】如图所示，下端封闭上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球．整个装置以水平向右的速度匀速运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中，关于小球运动的加速度大小a、沿竖直方向的速度vy、外力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象（不计小球重力），其中正确的是( )

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】D

【解析】试题分析：以小球为研究对象，受力如图所示，

由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，则竖直方向的洛伦兹力是恒力，由牛顿第二定律得：，小球的加速度不随时间变化，恒定不变，小球在竖直方向上的加速度不变，小球做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向的速度随时间均匀增加，故AB错误；小球在水平方向受到的，小球在水平方向做匀速直线运动，由平衡条件得：，玻璃管对小球的弹力与小球对玻璃管的作用力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得：，玻璃管在水平方向上受拉力F与作用做匀速直线运动，则，即，由此可知，拉力F与时间t成正比，故C错误；管壁对小球的弹力做功的功率，P与t成正比，故D正确；