问题
选择题
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.
m(1 2
)2mg qB
C.
mv021 2
D.1 2m[v02-(
)2]mg qB
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-
mv02得W=1 2
mv02故C可能.1 2
(3)当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg,即当qvB=mg,v=
时,不受摩擦力,做匀速直线运动.mg qB
根据动能定理得:
-w=
mv2-1 2
mv02,代入解得:W=1 2
m(v02+(1 2
)2),故D可能;mg qB
题目要求选不可能的,故选:B.