Question

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場．在該區域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環，環上套有一個帶正電的小球．O點為圓環的圓心，a、b、c、d為圓環上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上．已知小球所受電場力與重力大小相等．現將小球從環的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是（ ）

A．小球能越過d點并繼續沿環向上運動

B．當小球運動到d點時，不受洛倫茲力

C．小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能減小

D．小球從b點運動到c點的過程中，經過弧bc中點時速度最大

Answer 1

【答案】BD

【解析】

試題分析： 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弧的中點相當于豎直平面圓環的“最高點”．關于圓心對稱的位置（即bc弧的中點）就是“最低點”，速度最大；由于a、d兩點關于新的最高點對稱，若從a點靜止釋放，最高運動到d點，故A錯誤；當小球運動到d點時，速度為零，故不受洛倫茲力，故B正確；由于d、b等高，故小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能不變，故C錯誤；由于等效重力指向左下方45°，由于弧bc中點是等效最低點，故小球從b點運動到c點的過程中，經過弧bc中點時速度最大，故D正確．