Question

一個帶正電的小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，所在空間存在豎直向上的勻強電場和垂直于桿且斜向上的勻強磁場，如圖所示，小球沿桿向下運動，通過a點時速度是4m/s，到達c點時速度減為零，b是ac的中點，在小球運動過程中

A．小球通過b點的速度為2m/s

B．小球的電勢能的增加量一定大于重力勢能的減少量

C．絕緣直桿對小球的作用力垂直于小球的運動方向

D．到達c點后小球可能沿桿向上運動

Answer 1

D

試題分析：小球在運動過程中受重力、電場力、洛倫茲力、摩擦力、桿施加的兩個支持力，其中一個平衡洛倫茲力。根據動能定理W_G+W_電+W_f=ΔE_k ①，摩擦力隨洛倫茲力的減小在減小，因此，ab段和bc段合力不同，合力做功不同，則動能變化不同，則小球通過b點的速度一定不是2 m/s，A錯誤；由①式得： W_電+W_f=ΔE_k－W_G＝ΔE_k+ΔE_p，由于不明確電場力與重力的大小，小球的電勢能的增加量與重力勢能的減少量電勢能無法比較，B錯誤；絕緣直桿對小球的作用力有：兩個支持力垂直于桿和摩擦力沿桿向下，這三個力的合力一定不垂直于桿，C錯誤；小球運動到C點后，由于不明確電場力與重力的大小有可能靜止，也有可能沿桿向上運動，  D正確。