Question

如图8-3-17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、d、e为圆环上的五个点，a点为最高点，c点为最低点，bOd沿水平方向，e为ad弧的中点．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

图8-3-17

1. A.
   小球能运动到c点，且此时所受洛伦兹力最大
2. B.
   小球能运动到e点，且此时所受洛伦兹力最小
3. C.
   小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大
4. 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

D
选D.受电场力与重力大小相等，设f点是圆弧bc的中点，则该处电场力与重力的合力方向沿半径向外，如图所示．从a到f点电场力与重力的合力做正功最多，而洛伦兹力不做功，由动能定理得，在f点小球速度最大，所受洛伦兹力最大，选项A错误；连接ad，小球从a点由静止释放，到d点速度减为零，故小球在abfcd范围内做往复运动，无法运动到e点，选项B错误；从a点到b点，重力与电场力均做正功，重力势能、电势能均减小，选项C错误；b点到c点电场力做负功，电势能增大，合外力先做正功后做负功，动能先增大后减小，并且b、c两点的动能相等，选项D正确．