题目内容

5.如图所示,水平向右方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场互相垂直,竖直的绝缘杆上套一带负电荷小环并置于场中.小环由静止开始下落的过程中,小环的加速度(  )
A.不断减小最后为零B.不断增大后来不变
C.先减小后增大,最后不变D.先增大后减小,最后不变

分析 此题要先对小环进行正确的受力分析,由受力情况判断出小环的运动情况,得知小环向下做加速运动,同时会有洛伦兹力作用在小球上,分析水平方向上的合力在减小,可判断摩擦力在减小直至为零;之后洛伦兹力增大致水平方向上合力逐渐增大,摩擦力也随之增大,直至摩擦力与重力大小相等.

解答 解:小环由静止开始下落,当速度为零时,对小环受力分析,受到竖直向下的重力、水平向左的电场力和竖直向上的摩擦力;此时重力会大于摩擦力,小环向下运动,速度不为零时,小环还会受到水平向右的洛伦兹力,使水平方向上的合力减小,从而摩擦力也随之减小.
当电场力和洛伦兹力大小相等时,摩擦力为零,小环的竖直向下的加速度最大,之后洛伦兹力要大于电场力并逐渐最大,摩擦力也随之增大,
当摩擦力和重力大小相等时,小环加速度为零,开始做匀速直线运动.
所以在整个过场中,摩擦力是先减小后增大,最后不变,
那么合力先增大后减小,最后不变,依据牛顿第二定律,则加速度先增大后减小,最后不变.故ABC错误,D正确.
故选:D.

点评 解决此类问题的关键就是对物体受力进行动态分析,结合牛顿运动定律分析运动情况,再由运动情况分析受力情况.
此类问题的受力特点是:合力在不断变化,当合外力变为零时,物体开始做匀速直线运动,经常出现的问题是利用平衡条件求带电体的最大速度等问题.

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