Question

如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個固定在豎直平面內的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點， bO沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是

A．當小球運動到b點時，洛倫茲力最大

B．當小球運動到c點時，小球受到的支持力一定大于重力

C．小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大

D．小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小

Answer 1

D

解析試題分析：小球受到水平向左的電場力和豎直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成45°向左下，如圖，故小球運動到圓弧bc的中點時，速度最大，此時的洛倫茲力最大，選項A錯誤．

小球到C點時支持力方向不確定，所以無法確定支持力和重力大小的比較，B錯誤；．
小球從b點運動到c點，電場力做負功，電勢能增加；因力的合力方向將于水平方向成45°向左下，當小球運動到圓弧bc的中點時速度最大，所以小球從b點運動到c點過程中，動能先增大，后減小．選項D正確．
考點：帶電粒子在混合場中的運動．
點評：該題要求同學們能夠根據(jù)受力分析找出做圓周運動新的最高點和最低點，再根據(jù)豎直平面內的圓周運動的知識解題，難度較大．