Question

一道物理电磁学

如图8所示，摆球是带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力为F1，摆球加速度大小为a1，由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F2，摆球加速度为a2，则（）
A.F1＞F2，a1=a2 B.F1＜F2，a1=a2
C.F1＞F2，a1＞a2 D.F1＜F2，a1＜a2

为什么选B？

Answer 1

摆球在磁场中运动，受到洛轮滋力，根据左手定则判断A到C中f方向是竖直向上的，在C点，球受f=qvB,mg,和F1所以有F1+f-mg=mv1^2/L
在B到C中f是竖直向下的，所以有F2-（mg+f）=mv2^2/L
因为f不做功，所以只有重力做功，即最低点时v1=v2
所以有a1=a2=mv1^2/L=mv2^2/L
F1=mv1^2/L-f+mg
F2=mv2^2/L+mg+f
即F1<F2
选B

Answer 2

由于洛伦兹力不做功，且AB高度相等，故小球摆到C时速度相等，而此时小球所受的力均沿竖直方向，故小球只有法向加速度（即向心加速度），没有切向加速度。根据向心加速度公式，a1=a2.
小球从A到C时，在C处受的洛伦兹力向上，而从B到C时，在C处受的洛伦兹力向下，由于a1=a2，所以小球从B到C时，摆线拉力更大，即F1＜F2

Answer 3

B