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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
题目详情
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.
m(
)2
C.
m
D.
m[
−(
)2]
A. 0
B.
1 |
2 |
mg |
qB |
C.
1 |
2 |
v | 2 0 |
D.
1 |
2 |
v | 2 0 |
mg |
qB |
▼优质解答
答案和解析
(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-
mv02 得W=
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=
时,不受摩擦力,做匀速直线运动.
根据动能定理得:-W=
mv2-
mv02,代入解得:W=
mv02-
故D正确.
故选ACD.
(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 |
1 |
2 |
(3)当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg,即当qvB=mg,v=
mg |
qB |
根据动能定理得:-W=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
m3g2 |
2q2B2 |
故选ACD.
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