Question

5．如图所示，空间存在着方向水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向内的匀强磁场，电磁场中有一足够长的粗糙绝缘杆，杆上套有一带电的圆环，将圆环由静止释放，则在其下滑过程中（　　）

• A． 圆环的加速度不断减小，最后为零
• B． 圆环的加速度不断增大，最后为某定值
• C． 圆环的速度不断增大，最后为某定值
• D． 圆环的速度先增大后减小，最后静止

Answer 1

分析 本题应通过分析小球的受力情况，来判断其运动情况：小球受重力、摩擦力（有时有）、弹力（可能有）、洛伦兹力、电场力，由于洛伦兹力的变化，导致摩擦力、安培力、弹力、合力的变化，根据牛顿第二定律分析加速度变化，根据速度与加速度的方向关系分析速度变化．

解答 解：对小球受力分析，受重力、摩擦力（可能有）、弹力（可能有）、洛伦兹力、电场力：
1．若小球带正电，小球受到的电场力向右，洛伦兹力的方向垂直于杆向右下方，所以小球受到垂直于杆向左上方的支持力作用；随速度的增大，洛伦兹力增大，支持力增大，则摩擦力增大，小球的向下的合力减小，加速度减小．当加速度减小为0时，速度达到最大，最后为某定值．
2．若小球带负电，小球受到的电场力向左，洛伦兹力的方向垂直于杆向左上开方，所以小球开始时受到垂直于杆向左上方的支持力作用；随速度的增大，洛伦兹力增大，支持力减小，则摩擦力减小，小球的向下的合力增大，加速度增大；当洛伦兹力比较大时，支持力的方向变为向下，此后随速度的增大，摩擦力又逐渐增大．所以小球的加速度先增大，后减小．当加速度减小为0时，速度达到最大，最后为某定值．
 由以上分析可知，小球的加速度可能不断减小，最后为零，也可能小球的加速度先增大，后减小．当加速度减小为0时，速度达到最大，最后为某定值．故只有C正确．
故选：C

点评 本题关键明确小球的运动情况，先做加速度增大的加速运动，然后做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，速度最大．