题目内容

如图所示:绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD光滑,对应圆心角为120° ,C、D两端等高,O为最低点,圆弧圆心为O',半径为R;直线段AC, HD粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切;整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若,小球所受电场力等于其重力的倍,重力加速度为g。则(     )

A.小球第一次沿软道AC下滑的过程中,先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B.小球在轨道内受到的摩擦力可能大于 
C.经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功是
D.小球经过O点时,对轨道的弹力可能为

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解析试题分析:小球刚静止下落时,由于初速度为零,需要先做加速运动,随着速度的存在并且增大,所以受到的洛伦兹力也在增大,导致摩擦力在增大,所以沿斜面向下的合力在减小,故小球做加速度减小的加速运动,当速度达到一定时,在沿斜面方向上摩擦力等于重力沿斜面向下的分力时,合力为零,做匀速直线运动,A正确;根据几何知识可得AC与水平方向的夹角为60°,所以重力沿斜面向下的分力为:,因为当摩擦力等于重力沿斜面向下的分力时,小球就已经做匀速直线运动了,故小球受到的摩擦力最大为,不可能大于,B错误;下落过程中,只有重力和电场力做正功,摩擦力做负功,所以根据动能定理可得:,即,由于经过足够长时间,小球的动能,所以,C错误;在O点小球的向心力为重力,洛伦兹力与轨道的支持力的合力,故有,所以,下降过程中由于摩擦力做负功,有可能使得小球的速度恰好等于,则此时,D正确
考点:考查了带电粒子在复合场中的运动, 难度较大

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