Question

【題目】在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶電量為、質(zhì)量為的帶電球體，管道半徑略大于球體半徑。整個管道處于磁感應(yīng)強度為的水平勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向與管道垂直。現(xiàn)給帶電球體一個水平速度，則在整個運動過程中，帶電球體克服摩擦力所做的功不可能為

A.B.

C.[]D.[]

Answer 1

【答案】D

【解析】

考查洛倫茲力，動能定理。

如圖，受力

當(dāng)速度較小時，洛倫茲力小于重力，受力分析如圖：

由于摩擦力的作用，小球減速，洛倫茲力繼續(xù)減小，由：

支持力增大，摩擦力增大，減速運動加速度增大，直到速度減為0，由動能定理：

即帶電球體克服摩擦力所做的功為，B選項可能；

當(dāng)速度達到某個值，使洛倫茲力等于重力，受力分析如圖：

即當(dāng)：

解得時，摩擦力為零，小球做勻速直線運動，帶電球體克服摩擦力所做的功為零，A選項可能；

當(dāng)速度較大時，洛倫茲力大于重力，受力分析如圖：

由于摩擦力的作用，小球減速，洛倫茲力繼續(xù)減小，由：

可知，壓力減小，當(dāng)速度減小到時，摩擦力為0，不再減速，由動能定理：

即帶電球體克服摩擦力所做的功：，C選項可能；

所以四個選項中，不可能的是D選項。

故選D。