Question

如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中．现给圆环向右的初速度v₀，在以后的运动过程中，圆环运动的速度-时间图象可能是下列选项中的（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：带正电的小环向右运动时，受到的洛伦兹力方向向上，注意讨论洛伦兹力与重力的大小关系，然后即可确定其运动形式，注意洛伦兹力大小随着速度的大小是不断变化的．

解答：解：由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直细杆的弹力及向左的摩擦力，
当qvB=mg时，小环做匀速运动，此时图象为A，故A正确；
当qvB＜mg时，F_N=mg-qvB此时：μF_N=ma，所以小环做加速度逐渐增大的减速运动，直至停止，所以其v-t图象的斜率应该逐渐增大，故BC错误．
当qvB＞mg时，F_N=qvB-mg，此时：μF_N=ma，所以小环做加速度逐渐减小的减速运动，直到qvB=mg时，小环开始做匀速运动，故D图象正确，故D正确；
故选AD．

点评：分析洛伦兹力要用动态思想进行分析，注意讨论各种情况，同时注意v-t图象斜率的物理应用，总之本题比较全面的考查了高中所学物理知识．