Question

【題目】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．在電磁場區域中，有一個固定在豎直平面內的光滑絕緣圓環，環上套有一個帶正電的 小球．O 點為圓環的圓心，a、b、c 為圓環上的三個點，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．現將小球從環的頂端 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，小球受到的洛倫茲力最大

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，電勢能減小

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

【答案】CD

【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；經對選項A的分析可知，選項B錯誤；小球由a到b的過場中，電場力和重力均做正功，重力勢能和電勢能都減小，選項C正確；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。