Question

11．帶正電小球套在豎直放置的粗糙絕緣豎直桿上，放在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將小球由靜止釋放，如圖所示，其加速度，速度的變化情況是（　�。�

• A． 釋放瞬時(shí)加速度a最大，速度v=0
• B． 當(dāng)下滑速度v=$\frac{E}{B}$時(shí)，加速度最大，速度v也最大
• C． 球加速度不斷減小，速度不斷增大至最大值
• D． 球加速度先變大，后變小，速度不斷變大至最大值

Answer 1

分析 當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，絕緣桿對(duì)小球的支持力等于0，故此時(shí)滑動(dòng)摩擦力等于0，此時(shí)物體的加速度最大；
當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的加速度為0，此時(shí)物體的速度最大，且物體所受的滑動(dòng)摩擦力等于物體所受的重力即mg=μF_N，即qvB-Eq=$\frac{mg}{μ}$．

解答 解：AB、釋放瞬時(shí)，桿的彈力等于電場(chǎng)力，則環(huán)受到桿的豎直向上的摩擦力，當(dāng)下滑速度v=$\frac{E}{B}$，即電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，絕緣桿對(duì)小球的支持力等于0，故此時(shí)滑動(dòng)摩擦力等于0，則物體所受的合外力等于物體的重力，此時(shí)物體的加速度最大，故物體最大的加速度a_m=g，當(dāng)速度繼續(xù)增大時(shí)，出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力，導(dǎo)致加速度減小，但加速度與速度同向，速度仍會(huì)增大，故A錯(cuò)誤，B也錯(cuò)誤；
CD、當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的加速度為0，此時(shí)物體的速度最大，且物體所受的滑動(dòng)摩擦力等于物體所受的重力即：mg=μF_N，
而此時(shí)qvB-Eq=F_N，即qvB-Eq=$\frac{mg}{μ}$；解得物體的最大速度v=$\frac{mg}{μBq}$+$\frac{E}{B}$，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電場(chǎng)力、洛倫茲力，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，掌握受力分析，理解牛頓第二定律，過(guò)程分析是容易出錯(cuò)之處，同時(shí)注意是否有滑動(dòng)摩擦力，及摩擦力大小變化是解題的突破口．