Question

4．如图所示，一个质量为m的带电液滴在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中的竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，电场和磁场的方向如图所示．对此情景的相关判断正确是（　　）

• A． 液滴一定带正电，沿逆时针方向转动
• B． 任何时刻带电液滴的重力势能和电势能之和不变
• C． 带电液滴在运动过程中，加速度是恒定的
• D． 带电液滴在一周运动过程中，从上到下洛伦兹力做正功，从下到上洛伦兹力做负功，但一周内洛伦兹力做功总和为0

Answer 1

分析 小球做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，即可由电场方向从而确定电性；根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断粒子的旋转方向，并根据洛伦兹力不做功，只有电场力与重力做功，则重力势能与电势能之和不变，从而即可求解．

解答 解：A、因为两带电小球都在复合场中做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，则知电场力方向向上，而电场方向向下，所以液滴带负电荷．
由洛伦兹力提供向心力，根据左手定则判断可知，液滴沿顺时针方向转动．故A错误；
B、根据电场力与重力做功，则任何时刻带电液滴的重力势能和电势能之和不变，故B正确．
C、粒子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，加速度大小不变，而方向时刻变化，故C错误；
D、根据左手定则可知，洛伦兹力总是与速度方向垂直，则洛伦兹力不做功，故D错误；
故选：B．

点评 解决本题的关键是知道电场力与重力相平衡液滴才能做匀速圆周运动，掌握洛伦兹力提供向心力，能正确运用左手定则判断运动方向，注意四指指向负电荷运动的相反方向．