题目内容

【题目】如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环自由运动。O点为圆环的圆心,abc为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是 ( )

A. 当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛伦兹力最大

B. 当小球运动的弧长为圆周长的3/8时,洛伦兹力最小

C. 小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大

D. 小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小

【答案】D

【解析】由洛伦兹力公式F=qvB可知速度大,则力大,而速度最大的位置在重力场和电场的复合场的最低点,与水平面成45°角的左斜下方,故选项A、B错误;从a点到b点,电场力做正功,电势能减小,故选项C错误;从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增大,动能在重力场和电场的复合场的最低点最大,故动能先增大后减小,选项D正确。

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