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)豎直放置光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球點(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沿水平方向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. 小球不能越過與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)能先增大后減小

Answer 1

【答案】AD

【解析】

電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方，由于合力為恒力，故類似與新的重力，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)圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)解題即可。

A.由于a、d兩端關(guān)于等效最高點(diǎn)對稱，若從a點(diǎn)靜止釋放，最高運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，故A正確；

B.由于bc弧的中點(diǎn)相當(dāng)于“最低點(diǎn)”，速度最大，當(dāng)然這個(gè)位置的洛倫茲力最大，故B錯(cuò)誤；

C.從a到b電場力做正功，重力也做正功，小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢能減小，電勢能減小，故C錯(cuò)誤；

D.由于等效最低點(diǎn)在bc之間，小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢能增大，動(dòng)能先增大后減小，故D正確。

故選AD。