Question

3．如圖所示，空間存在正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向豎直向上，勻強磁場的方向垂直紙面向里．有一內(nèi)壁光滑、底部有帶正電小球的試管．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．已知小球質(zhì)量為m，帶電量為q，場強大小為E=$\frac{mg}{q}$．關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中不正確的是（　�。�

• A． 洛倫茲力不做功
• B． 電場力做正功
• C． 小球運動軌跡為拋物線
• D． 水平拉力F大小不變

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(jù)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：AB、根據(jù)左手定則判斷，小球受到的洛倫茲力總是與速度垂直，不做功；電場力方向向上，沿著電場力方向有分位移，故電場力做正功；故A正確，B正確．
C、設(shè)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，F(xiàn)₁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(shè)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不正確．
本題選不正確的，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：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．