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1/4时，洛伦兹力最大

B．当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大

C．小球从a点运动到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

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

试题分析：由知，洛伦兹力最大的位置是小球速度最大的位置，小球速度最大的位置是合力为零的位置，对小球受力分析如上图所示，由图知小球在d点的合力为零，此时速度最大，洛伦兹力最大，小球运动的弧长大于圆周长的1/4小于圆周长的1/2，AB错；小球从a点运动到b点，重力做正功，重力势能减小，电场力做正功电势能减小，C错；小球从b点运动到c点，电场力做负功电势能增大，由小球在d点速度最大动能最大，所以是动能先增大后减小，D对。

考点：受力分析，加速度与速度的关系，重力做功与重力势能的关系，电场力做功与电势能的关系

点评：学生明确小球在合力为零时速度最大动能最大，清楚重力做功与重力势能的关系跟电场力做功与电势能的关系类似。