Question

（2011?海淀區一模）如圖所示，光滑的水平桌面處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、內壁光滑的絕緣細管，細管封閉端有一帶電小球，小球直徑略小于管的直徑，細管的中心軸線沿y軸方向．在水平拉力F作用下，試管沿x軸方向勻速運動，帶電小球能從細管口處飛出．帶電小球在離開細管前的運動過程中，關于小球運動的加速度a、沿y軸方向的速度v_y、拉力F以及管壁對小球的彈力做功的功率P隨時間t變化的圖象分別如圖所示，其中正確的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：小球在沿x軸方向上做勻速直線運動，根據左手定則知小球在沿y軸方向受到洛倫茲力，小球在y軸方向上做加速運動．在y軸方向一旦有速度，在x軸方向也會受到洛倫茲力．

解答：解：A、在x軸方向上的速度不變，則在y軸方向上受到大小一定的洛倫茲力，根據牛頓第二定律，小球的加速度不變．故A錯誤．
    B、在y軸方向做勻加速直線運動，速度均勻增大．故B錯誤．
    C、管子在水平方向受到拉力和球對管子的彈力，球對管子的彈力大小等于球在x軸方向受到的洛倫茲力大小，在y軸方向的速度逐漸增大，則在x軸方向的洛倫茲力逐漸增大，所以F隨時間逐漸增大．故C錯誤．
   D、管壁對小球的彈力等于小球在x軸方向受到的洛倫茲力，大小隨時間均勻增大，根據P=Fv，知彈力做功的功率P隨時間t均勻增大．故D正確．
故選D．

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．小球在y軸方向受到洛倫茲力做勻加速直線運動，在x軸方向受洛倫茲力與彈力平衡．