Question

如圖甲所示，空間存在水平向里、磁感應強度的大小為B的勻強磁場，磁場內有一絕緣的足夠長的直桿，它與水平面的傾角為θ，一帶電荷量為-q、質量為m的帶負電小球套在直桿上，從A點由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動摩擦因數為μ<tanθ。則在圖乙中小球運動過程中的速度一時間圖象可能是

Answer 1

C

試題分析：帶電小球套靜止時受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向上的摩擦力f，小球下滑后，再受到一個垂直斜面向上的洛倫磁力F，沿斜面方向有：mgsinθ-µ(mgcosθ-F)=ma,在垂直于斜面方向有：N+F=mgcosθ，由于球套加速，據F=qvB，F增大而支持力N減小，據f=µF_N,摩擦力減小，導致加速度a增加；當速度v₁增加到某個值時，出現mgcosθ-F=0，有mgsinθ=ma，此時加速度最大；此后，F＞mgcosθ，支持力N反向，且速度越增加支持力N越大，摩擦力f也隨著增加，最后出現mgsinθ=f,之后小球做勻速下滑；所以只有C選項正確。