Question

如圖甲所示為一個質量為m、帶電荷量為+q的圓環，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿于磁感應強度為B的勻強磁場中．現給圓環向右的初速度v₀，在以后的運動過程中，圓環運動的速度-時間圖象可能是下列選項中的（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：帶正電的小環向右運動時，受到的洛倫茲力方向向上，注意討論洛倫茲力與重力的大小關系，然后即可確定其運動形式，注意洛倫茲力大小隨著速度的大小是不斷變化的．

解答：解：由左手定則可判斷洛倫茲力方向向上，圓環受到豎直向下的重力、垂直細桿的彈力及向左的摩擦力，
當qvB=mg時，小環做勻速運動，此時圖象為A，故A正確；
當qvB＜mg時，F_N=mg-qvB此時：μF_N=ma，所以小環做加速度逐漸增大的減速運動，直至停止，所以其v-t圖象的斜率應該逐漸增大，故BC錯誤．
當qvB＞mg時，F_N=qvB-mg，此時：μF_N=ma，所以小環做加速度逐漸減小的減速運動，直到qvB=mg時，小環開始做勻速運動，故D圖象正確，故D正確；
故選AD．

點評：分析洛倫茲力要用動態思想進行分析，注意討論各種情況，同時注意v-t圖象斜率的物理應用，總之本題比較全面的考查了高中所學物理知識．