如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感

如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功不可能为(  )
A.0
B.[1/2]m(
mg
qB
)
2

C.[1/2]mv02
D.[1/2]m[v02-(
mg
qB
)
2
]
xuchengyu 1年前 已收到1个回答 举报

文青相约 幼苗

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解题思路:圆环向右运动的过程中可能受到重力、洛伦兹力、杆的支持力和摩擦力,根据圆环初速度的情况,分析洛伦力与重力大小关系可知:圆环可能做匀速直线运动,或者减速运动到静止,或者先减速后匀速运动,根据动能定理分析圆环克服摩擦力所做的功.

(1)当qv0B=mg时,圆环不受支持力和摩擦力,摩擦力做功为零,故A可能.
(2)当qv0B<mg时,圆环做减速运动到静止,只有摩擦力做功.根据动能定理得:
-W=0-[1/2]mv02 得W=[1/2]mv02 故C可能.
(3)当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg,即当qvB=mg,v=[mg/qB]时,不受摩擦力,做匀速直线运动.
根据动能定理得:
-w=[1/2]mv2-[1/2]mv02,代入解得:W=[1/2]m(v02+([mg/qB])2),故D可能;
题目要求选不可能的,故选:B.

点评:
本题考点: 洛仑兹力;功的计算.

考点点评: 本题考查分析问题的能力,摩擦力是被动力,要分情况讨论.在受力分析时往往先分析场力,比如重力、电场力和磁场力,再分析弹力、摩擦力

1年前

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