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勻強(qiáng)磁場．在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球．O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上．已知小球所受電場力與重力大小相等．現(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d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動

B． 當(dāng)小球運(yùn)動到c點(diǎn)時，所受洛倫茲力最大

C． 小球從d點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，重力勢能減小，電勢能增大

D． 小球從b點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：圓環(huán)在電場力、重力與磁場力的作用下共同運(yùn)動，磁場力對圓環(huán)的運(yùn)動不做功，又因?yàn)殡妶隽εc重力相等，故二個力的合力是沿斜向下與水平方向成45度角，這其實(shí)是個等效的力場的方向；在這個等效的力場中，a、d兩點(diǎn)是對稱的，故小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放后最高點(diǎn)是能夠到達(dá)b點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯誤；小球在c點(diǎn)的速度并不最大，故c點(diǎn)時的洛倫茲力并不最大，選項(xiàng)B錯誤；小球從d點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，二點(diǎn)在同一高度，故重力勢能相等，選項(xiàng)C錯誤；小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中，逆著電場線的方向，故電勢能增大，又因?yàn)槠涞刃У忘c(diǎn)在bc之間，故動能先增大后減小，選項(xiàng)D正確。