◎ 题目

如图所示，下端封闭，上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2c的小球．整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T、方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出．取g=10m/s2．求： （1）小球的电性 （2）小球在管中运动的时间 （3）小球在管中运动的过程中增加的机械能．

◎ 答案

（1）小球从管口上端飞出，则小球在玻璃管中所受洛伦兹力方向竖直向上， 由图示可知磁场垂直于纸面向里，小球沿水平方向向右运动，由左手定则可知，小球带正电． （2）小球的实际运动速度可分解为水平方向的速度v和竖直方向的速度vy． 与两个分速度对应的洛伦兹力的分力分别是水平方向的Fx和竖直方向的Fy．其中， 竖直方向的洛伦兹力F=qvB不变，在竖直方向上， 由牛顿第二定律得：qvB-mg=ma，解得：a=10m/s2， 由匀变速运动的位移公式得：h= 1 2 at2，解得t=1s． （3）小球飞出管口时，竖直速度为vy=at=10m/s， 飞出管口的合速度为v合= v 2y +v2 = 102+52 =5 5 m/s， 动能增量△EK= 1 2 mv合2- 1 2 mv2=0.5J， 重力势能的增量△Ep=mgh=0.5J， 机械能的增量△E=△EK+△EP=1J； 答：（1）小球的电性为正． （2）小球在管中运动的时间是1s； （3）小球在管中运动的过程中增加的机械能为1J．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，下端封闭，上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2c的小球．整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T、方向水平…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。