如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，所处空间有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外．一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速滑下，

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如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，所处空间有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外．一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速滑下，下列说法中正确的是（　　）

A．球通过D点时，速度大小v=

2gR

B．球通过D点时，对D的压力一定大于mg

C．球通过D点时，对D的压力一定小于mg

D．由M滑到最低点D所用时间与磁场无关

答案

A、小球下滑过程中，受到重力、支持力、洛伦兹力，但支持力与洛伦兹力不做功，所以只有重力做功，由小球机械能守恒可得，小球通过D点的速度大小v=

2gR

，故A正确；
B、由于小球机械能守恒，虽然小球滑到最低点的速度大小不变，但由于小球的运动方向不同，导致洛伦兹力的方向也不同．所以小球对D点的压力可能大于重力，也可能小于重力，也可能等于重力．故B错误；
C、由于小球机械能守恒，虽然小球滑到最低点的速度大小不变，但由于小球的运动方向不同，导致洛伦兹力的方向也不同．所以小球对D点的压力可能大于重力，也可能小于重力，也可能等于重力．故C错误；
D、小球的运动导致洛伦兹力出现，由于速度大小不变，当磁场不同时，洛伦兹力大小不同．但小球由M滑到最低点D所用时间却不变，故D正确；
故选：AD．

举一反三

一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16，有（　　）

A．该原子核发生了β衰变

B．原来静止的原子核的原子序数为15

C．反冲核沿小圆作逆时针方向运动

D．该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

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如图所示，在竖直平面内存在一半径为R的圆形匀强电场区域，电场方向竖直向下，场强大小为E，一质量为m，电量为+q的带电粒子沿半径AB从A点水平射入电场，（重力不计）求：
（1）如果粒子从圆形电场区域最低点C射出电场区域，粒子的初速度多大？
（2）如果要使粒子在电场中运动时间为

，则初速度为多大？

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有一水平放置的圆盘，上面放有一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端挂一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为R，重力加速度为g，求：
（1）盘的角速度ω₀多大时，物体A开始滑动？
（2）当角速度达到2ω₀时，弹簧的伸长量△x是多少？魔方格

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如图所示，匀强磁场宽L=30cm，B=3.34×10^-3 T，方向垂直纸面向里，设一质子以v₀=1.6×10⁵ m/s的速度垂直于磁场B的方向从小孔C射入磁场，然后打到照相底片上的A点，质子的质量为1.67×10^-27 kg；质子的电量为1.6×10^-19 C．试求：
（1）质子在磁场中运动的轨道半径r；
（2）A点距入射线方向上的O点的距离H；
（3）质子从C孔射入到A点所需的时间t．魔方格

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如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质

226 88

Ra（镭），

226 88

Ra发生α衰变生成新核Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1m．
（1）写出Ra的衰变方程；
（2）求衰变后Rn（氡）的速率（质子、中子的质量为1.6×10^-27kg，电子电量e=1.6×10^-19C）．魔方格

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