Question

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場。在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，bd過圓心沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等�，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是（ ）

A. 小球能越過與O等高的d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力不是最大

C. 小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢能減小，電勢能增大

D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢能增大，動(dòng)能增大

Answer 1

【答案】B

【解析】

電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點(diǎn)相當(dāng)于平時(shí)豎直平面圓環(huán)的“最高點(diǎn)”．關(guān)于圓心對(duì)稱的位置（即bc弧的中點(diǎn)）就是“最低點(diǎn)”，速度最大．再根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)和功能關(guān)系解題即可．

電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點(diǎn)相當(dāng)于平時(shí)豎直平面圓環(huán)的“最高點(diǎn)”。關(guān)于圓心對(duì)稱的位置(即bc弧的中點(diǎn))就是“最低點(diǎn)”，速度最大。

A. 由于a、d兩點(diǎn)關(guān)于新的最高點(diǎn)對(duì)稱，若從a點(diǎn)靜止釋放，最高運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；

B. 由于bc弧的中點(diǎn)相當(dāng)于“最低點(diǎn)”，速度最大，這個(gè)位置洛倫茲力最大。故B正確；

C. 從a到b，重力和電場力都做正功，重力勢能和電勢能都減少。故C錯(cuò)誤；

D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場力做負(fù)功，電勢能增大，但由于bc弧的中點(diǎn)速度最大，所以動(dòng)能先增加后減小.故D錯(cuò)誤。

故選：B.