Question

5．如圖所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是豎直平面內(nèi)三個相同的半圓形光滑軌道，K為軌道最低點，Ⅰ處于勻強磁場中，Ⅱ和Ⅲ處于勻強電場中，三個完全相同的帶正電小球a，b，c從軌道最高點自由下滑，那么（　�。�

• A． 在最低點處，球b對軌道壓力最大
• B． 在最低點處，球c對軌道壓力最大
• C． 從最高點滑至K點，球b需時最長
• D． 從最高點滑至K點，球a需時最短

Answer 1

分析 三個軌道的半徑相同，根據(jù)圓周運動的向心力的公式可以分析小球通過最低點是對軌道的壓力，a球在磁場中運動，磁場力對小球不做功，整個過程中小球的機械能守恒，b球受到的電場力對小球做負功，到達最低點時的速度的大小較小，c球受到的電場力對小球做正功，到達最低點時球的速度大小較大．

解答 解：對a小球受力分析可知，F(xiàn)_a+qvB-mg=m$\frac{{v}_{a}^{2}}{r}$，所以F_a=mg-qvB+m$\frac{{v}_{a}^{2}}{r}$；
對b球受力分析可得，F(xiàn)_b-mg=m$\frac{{v}_^{2}}{r}$，所以F_b=mg+m$\frac{{v}_^{2}}{r}$；
對c球受力分析可知，F(xiàn)_c-mg=m$\frac{{v}_{c}^{2}}{r}$，所以F_c=mg+m$\frac{{v}_{c}^{2}}{r}$；
由于a球在磁場中運動，磁場力對小球不做功，整個過程中小球的機械能守恒；
b球受到的電場力對小球做負功，到達最低點時的速度的大小較小，所以b球的運動的時間也長，
c球受到的電場力對小球做正功，到達最低點時球的速度大小較大，所以c球的機械能增加，c球?qū)�軌道壓力最大，所以AD錯誤，BC正確．
故選：BC．

點評 洛倫茲力對小球不做功，但是洛倫茲力影響了球?qū)�軌道的作用力，在電場中的bc球，電場力對小球做功，影響小球的速度的大小，從而影響小球?qū)�軌道的壓力的大小�?/p>