Question

4．如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电（绝缘）小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时小球的动能相同，丝线所受的拉力不同，小球所受的洛伦兹力不同．（填“相同”、“不同”）

Answer 1

分析 带电小球在重力与拉力及洛伦兹力共同作用下，绕固定点做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功．因此仅有重力作功，则有机械能守恒．从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力．

解答 解：由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的动能相同；
由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不同，但大小却相同；
小球的速度大小相等，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同；根据牛顿第二定律可知，则拉力的大小也不同．
故答案为：相同，不同，不同

点评 本题考查对小球进行受力分析，并得出力做功与否，根据机械能守恒定律来解题是突破口，同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同．最后由牛顿第二定律来考查向心力．