Question

如图所示，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．O点为圆环的圆心，a、b、c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

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  4

  时，洛仑兹力最大
• B．当小球运动的弧长为圆周长的

  1

  2

  时，洛仑兹力最大
• C．小球从a点到b点，电势能增大，动能增大
• D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小

Answer 1

分析：洛伦兹力的大小与速率成正比，根据动能定理分析动能的大小，若小球的动能最大，则速率最大，所受的洛伦兹力也最大．洛伦兹力不做功．

解答：解：设重力为G，圆环的半径为R．
A、B，电场力与重力的合力为

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G，当小球运动到bc中点时速度最大，所受的洛伦兹力最大．故A正确．
C、小球从a点到b点，电场力做正功，电势能减小，合力做正功，动能增大．故C错误．
D、球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，合力方向与速度方向先成锐角，后成钝角，合力先做正功后做负功，则动能先增大后减小．故D正确．
故选ABD

点评：本题考查运用动能定理分析动能变化、电场力做功分析电势能变化的能力，基本题．