问题 多选题

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可能为(  )

A.0

B.

1
2
m(
mg
qm
2

C.

1
2
mv02

D.

1
2m[
v20
+(
mg
qB
)2]

答案

(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正确.

(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正确.

(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
m
v20
,代入解得:W=
1
2
m[
v20
+(
mg
qB
)
2
]
故D正确.

故选ACD.

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