Question

13．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，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，換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為最低點，Ob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． 小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小
• B． 小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大
• C． 當小球運動到b點，洛倫茲力最大
• D． 當小球運動到c點時，洛倫茲力最大

Answer 1

分析 電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點相當于平時豎直平面圓環(huán)的“最高點”．關于圓心對稱的位置（即bc弧的中點）就是“最低點”，速度最大．再根據(jù)豎直平面內的圓周運動的相關知識解題即可．

解答 解：電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點相當于平時豎直平面圓環(huán)的“最高點”．關于圓心對稱的位置（即bc弧的中點）就是“最低點”，速度最大．
A、小球從b點運動到c點，電場力做負功，電勢能增大，但由于bc弧的中點速度最大，所以動能先增后減小，故A正確；
B、從a到b，重力和電場力都做正功，重力勢能和電勢能都減少．故B錯誤；
C、D．由于bc弧的中點相當于“最低點”，速度最大，當然這個位置洛倫茲力最大．故C錯誤，D錯誤．
故選：A．

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．