Question

【題目】如圖所示，豎直平面內，一根足夠長的固定粗糙絕緣桿與該平面內水平向左的勻強電場E成60°角，空間中還存在垂直于紙面向里的勻強磁場B。一個質量m、電量q的帶負電的小圓環套在其上，已知勻強電場的電場強度大小，小圓環與絕緣桿間的動摩擦因數。現給小圓環一沿絕緣桿向下的初速度v0，下列說法正確的是

A.若小圓環的初速度，則小圓環先做加速度減小的減速運動，最終做勻速直線運動

B.若小圓環的初速度，則小圓環做勻速直線運動

C.若小圓環的初速度，則小圓環先做加速度增大的加速運動，再做加速度減小的加速運動，最終做勻速直線運動

D.若小圓環的初速度，則小圓環先做加速度增大的加速運動，再做加速度減小的加速運動，最終做勻速直線運動

Answer 1

【答案】AD

【解析】

對小球受力分析如圖；因，可知，則電場力和重力的合力為F合=2mg，方向與水平方向成30°斜向右下方；

A. 若小圓環的初速度，則，此時，則，則圓環將做減速運動，隨速度的減小，洛倫茲力減小，圓環對桿的正壓力減小，摩擦力減小，加速度減小，當加速度減為零時，最終做勻速直線運動，選項A正確；

B. 若小圓環做勻速直線運動，則摩擦力等于F合沿斜面向下的分量，即，解得，選項B錯誤；

若小圓環的初速度，則小圓環做勻速直線運動

C. 若小圓環的初速度，則，此時N=0，則f=0則小圓環做加速運動，隨速度的增加，洛倫茲力變大，則N逐漸變大，摩擦力變大，加速度減小，直到加速度為零時，最終做勻速直線運動，選項C錯誤；

D. 若小圓環的初速度，則，此時，（此時N的方向垂直桿斜向下），此時，則小圓環將做加速運動，速度速度增加，洛倫茲力變大，則N減小，摩擦力減小，則加速度變大；當N減到零時，加速度達到最大，速度繼續增加時，N反向，且隨速度的增加N逐漸增加，摩擦力f逐漸增加，加速度減小，當加速度減為零時，最終做勻速直線運動，選項D正確.