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如图所示,一带电小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为6...

如图所示,一带电小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面,当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为( )
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A.0
B.2mg
C.4mg
D.6mg
小球摆动过程中,受到重力、线的拉力和洛伦兹力,只有重力做功,其机械能守恒,当小球自右方摆到最低点时的速率等于自左方摆到最低点时的速率,由机械能守恒定律求出小球经过最低点时的速率.根据小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,由重力与洛伦兹力的合力提供向心力,由牛顿第二定律列出方程.小球自右方摆到最低点时,洛伦兹力方向向下,再由牛顿第二定律求出悬线上的张力. 【解析】 设线的长度为L,小球经过最低点时速率为v. 根据机械能守恒定律得:mgL(1-cos60°)=,得到v= 当小球自左方摆到最低点时,有:qvB-mg=m   ① 当小球自右方摆到最低点时,有:F-mg-qvB=m ② 由①+②得:F=2mg+2m=4mg. 故选C
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考点分析:
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A.mv2
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C.2mv2
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