Question

如图所示，下端封闭，上端开口且内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球，整个装置水平向右做匀速运动，进入方向垂直于纸面向里的匀强磁场，由于外力作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端口飞出，若小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球飞出上端口的过程中，下列说法正确的是

A．小球的机械能守恒                

B．洛伦兹力对小球做正功

C．小球的运动轨迹是抛物线           

D．小球在竖直方向上作匀加速直线运动

Answer

BCD

【解析】

试题分析：小球从上端口飞出，则小球受到向上的洛伦兹力作用，洛伦兹力方向始终与小球的速度方向垂直，但在向上的方向有分量，故洛伦兹力对小球做正功，小球的机械能不守恒，选项A错误，B正确；

设小球竖直方向分速度为vy，水平分速度为v，以小球为研究对象，竖直方向小球受向上的洛伦兹力和向下的重力，由牛顿第二定律：qvB-mg=ma，由于水平分速度v不变，则竖直方向的加速度恒定，则小球在竖直方向上作匀加速直线运动，故小球做类平抛运动，运动轨迹是抛物线，选项CD正确；故选BCD.

考点：洛伦兹力；牛顿第二定律的应用

【名师定睛】本题考查小球在磁场中得运动情况，要会运用速度的分解方法，研究小球的受力情况，判断出小球的运动状态时正确解答本题的关键；另外在本题中，小球除了受到洛伦兹力外，还受到玻璃管的约束力，只有在带电粒子只受洛伦兹力时，洛伦兹力才对粒子不做功。