题目内容

【题目】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.在该区域中,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、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上.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. 小球能越过d点并继续沿环向上运动

B. 当小球运动到c点时,所受洛伦兹力最大

C. 小球从d点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能增大

D. 小球从b点运动到C点的过程中,电势能增大,动能先增大后减小

【答案】D

【解析】

试题分析:圆环在电场力、重力与磁场力的作用下共同运动,磁场力对圆环的运动不做功,又因为电场力与重力相等,故二个力的合力是沿斜向下与水平方向成45度角,这其实是个等效的力场的方向;在这个等效的力场中,a、d两点是对称的,故小球从环的顶端a点由静止释放后最高点是能够到达b点,故选项A错误;小球在c点的速度并不最大,故c点时的洛伦兹力并不最大,选项B错误;小球从d点运动到b点的过程中,二点在同一高度,故重力势能相等,选项C错误;小球从b点运动到c点的过程中,逆着电场线的方向,故电势能增大,又因为其等效低点在bc之间,故动能先增大后减小,选项D正确。

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