问题
选择题
如图所示,半圆形光滑槽固定在地面上,匀强磁场与槽面垂直.将质量为m的带电小球自槽A处由静止释放,小球到达槽最低点C处时,恰好对槽无压力,则小球在以后的运动过程中对C的最大压力为
( )
A.0
B.4mg
C.5mg
D.6mg
答案
小球自槽A处由静止释放,小球到达槽最低点C处时:
受力分析:安培力与重力 则有F安-mg=m
(1)v2 R
而由静止滑到最低点过程,只有重力,小球机械能守恒,则有:mgR=
mv2 (2)1 2
由(1)(2)联式可得:F安=3mg
小球在以后的运动过程中对C的最大压力时:
当小球再次滚到最低点时,安培力与重力同向,由于安培力不做功,所以速度大小不变.
则有:F-(F安+mg)=mv2 R
解之得:F=6mg
故选:D