题目内容

如图,水平胶木圆盘上有一带正电的物块P,P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω1.若加一竖直向下的匀强电场,P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω2.若不加电场而加一竖直向下的匀强磁场,P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω3.盘的转动方向从上往下看为顺时针.已知P的位置和带电量保持不变,最大静摩擦力与正电压成正比,则正确的是(  )
分析:木块在水平转盘上做匀速圆周运动时,静摩擦力提供向心力,由于静摩擦力有个最大值,因此在转动过程中,要保持相对静止,存在着角速度的最大值.
当有电场时,电场力向下,压力变大,最大静摩擦力变大,最大角速度也变大.
当有磁场时,洛伦兹力沿半径向外,合力变小,最大角速度也变小.
解答:解:第一种情况,没有电场、没有磁场时,此时盘面对物块的静摩擦力提供向心力,最大的角速度ω1对应最大的静摩擦力f1,即f1=mω12r
第二种情况,有电场时,电场力竖直向下,此时物块对盘面的压力变大了,最大静摩擦力也变大,此时f2=mω22r
第三种情况,有磁场时,洛伦兹力f沿半径向外,此时f1-f=mω32r
因为f2>f1>f1-f,所以ω2>ω1>ω3,所以ACD正确,B错误.
故选:ACD.
点评:本题考查圆周运动中力与运动的关系,注意本题中分析清楚什么力充当向心力,难度不大,属于中档题.
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