Question

4．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中的豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向如圖所示．對(duì)此情景的相關(guān)判斷正確是（　　）

• A． 液滴一定帶正電，沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
• B． 任何時(shí)刻帶電液滴的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和不變
• C． 帶電液滴在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速度是恒定的
• D． 帶電液滴在一周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，從上到下洛倫茲力做正功，從下到上洛倫茲力做負(fù)功，但一周內(nèi)洛倫茲力做功總和為0

Answer 1

分析 小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力平衡，即可由電場(chǎng)方向從而確定電性；根據(jù)洛倫茲力提供向心力，由左手定則判斷粒子的旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)洛倫茲力不做功，只有電場(chǎng)力與重力做功，則重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和不變，從而即可求解．

解答 解：A、因?yàn)閮蓭щ娦∏蚨荚趶?fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力平衡，則知電場(chǎng)力方向向上，而電場(chǎng)方向向下，所以液滴帶負(fù)電荷．
由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則判斷可知，液滴沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)電場(chǎng)力與重力做功，則任何時(shí)刻帶電液滴的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和不變，故B正確．
C、粒子在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，而方向時(shí)刻變化，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力總是與速度方向垂直，則洛倫茲力不做功，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是知道電場(chǎng)力與重力相平衡液滴才能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，掌握洛倫茲力提供向心力，能正確運(yùn)用左手定則判斷運(yùn)動(dòng)方向，注意四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向．