Question

如圖所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出，關于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中正確的是（　　）

A．小球帶負電

B．洛倫茲力對小球做正功

C．小球運動的軌跡是拋物線

D．維持試管勻速運動的拉力F應逐漸增大

Answer 1

分析：小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，由左手定則，分析電性．將小球的運動分解為沿管子向里和垂直于管子向右兩個方向．根據受力情況和初始條件分析兩個方向的分運動情況，研究軌跡，確定F如何變化．

解答：解：A、小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，根據左手定則判斷，小球帶正電．故A錯誤．
B、洛倫茲力總是與速度垂直，不做功．故B錯誤．
C、設管子運動速度為v₁，小球垂直于管子向右的分運動是勻速直線運動．小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力F₁=qv₁B，q、v₁、B均不變，F₁不變，則小球沿管子做勻加速直線運動．與平拋運動類似，小球運動的軌跡是一條拋物線．故C正確．
D、設小球沿管子的分速度大小為v₂，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力F₂=qv₂B，v₂增大，則F₂增大，而拉力F=F₂，則F逐漸增大．故D正確．
故選CD．

點評：本題中小球做類平拋運動，其研究方法與平拋運動類似：運動的合成與分解，其軌跡是拋物線．本題采用的是類比的方法理解小球的運動．