题目内容

一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成角,所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆且斜向上的匀强磁场,如图所示,小球沿杆向下运动,通过a点时速度是4m/s,到达c点时速度减为零,b是ac的中点,在小球运动过程中

A.小球通过b点的速度为2m/s
B.小球的电势能的增加量一定大于重力势能的减少量
C.绝缘直杆对小球的作用力垂直于小球的运动方向
D.到达c点后小球可能沿杆向上运动

D

解析试题分析:小球在运动过程中受重力、电场力、洛伦兹力、摩擦力、杆施加的两个支持力,其中一个平衡洛伦兹力。根据动能定理WG+W+Wf=ΔEk ①,摩擦力随洛伦兹力的减小在减小,因此,ab段和bc段合力不同,合力做功不同,则动能变化不同,则小球通过b点的速度一定不是2 m/s,A错误;由①式得: W+Wf=ΔEk-WG=ΔEk+ΔEp,由于不明确电场力与重力的大小,小球的电势能的增加量与重力势能的减少量电势能无法比较,B错误;绝缘直杆对小球的作用力有:两个支持力垂直于杆和摩擦力沿杆向下,这三个力的合力一定不垂直于杆,C错误;小球运动到C点后,由于不明确电场力与重力的大小有可能静止,也有可能沿杆向上运动,  D正确。
考点:本题考查动能定理、牛顿运动定律。

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