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水平匀强磁场。在该区域中,有一个竖直放置光滑绝缘圆环,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,bd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. 小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动

B. 当小球运动到c点时,洛仑兹力最大

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】

试题电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方45°,由于合力是恒力,故类似于新的重力,所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的最高点.关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是最低点,速度最大。

A、由于ad两点关于新的最高点对称,若从a点静止释放,最高运动到d点;错误

B、由于bc弧的中点相当于最低点,速度最大,当然这个位置洛伦兹力最大;错误

C、从ab,重力和电场力都做正功,重力势能和电势能都减少;错误

D、小球从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增大,但由于bc弧的中点速度最大,所以动能先增后减;正确

故选D

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