Question

1．如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的光滑细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）．现让细杆与圆环向下匀速运动．速度的大小为v₀．在以后的运动过程中，下列说法中正确的是（　　）

• A． 圆环的运动过程中受到的洛伦兹力大小不变
• B． 圆环的运动过程中受到的洛伦兹力大小逐渐增大
• C． 圆环的运动过程中受到洛伦兹力．但它并不对圆环做功
• D． 圆环的运动过程中受到洛伦兹力，且它对圆环做的功不为零

Answer 1

分析 当带电圆环在磁场中运动的过程中，受到洛伦兹力和细杆的作用力，沿杆的方向，粒子的速度逐渐增大，然后结合f=qvB分析即可．

解答 解：A、由左手定则可知，带电小环在开始向下运动的过程中，受到的洛伦兹力的方向向右，由于沿杆的方向小环只受到向右的洛伦兹力的作用，所以环将产生向右的加速度，向右做加速运动．而小环沿竖直方向的分速度大小不变，当向右的分速度增大时，合速度增大．根据f=qvB可知，小环受到的洛伦兹力随合速度的增大而增大．故A错误，B正确；
C、小环在沿杆的方向只受到洛伦兹力的作用（或洛伦兹力向右的分力），小环的运动既有向下的分速度，又有向右的分速度，所以该力的方向与环的速度方向之间的夹角是锐角，所以洛伦兹力对小环做正功．故C错误，D正确．
故选：BD

点评 该题是一道学生易错的题目，也是洛伦兹力能做功的特殊例子之一，解答的关键点是：小环除受到洛伦兹力外，还受到杆的作用力，正是由于杆对小环的限制作用，才使得合力对小环做功．
该情况要注意与带电物体只受到洛伦兹力的情况是不一样的．