Question

如圖空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，abc為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)c點(diǎn)為最低點(diǎn)，Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是

1. A.
   當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/4時(shí)，洛侖茲力最大
2. B.
   當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的1/2時(shí)，洛侖茲力最大
3. C.
   小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大
4. D.
   小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小

Answer 1

D
試題分析：在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力和電場(chǎng)力做功，當(dāng)小球速度最大時(shí)洛倫茲力最大，由于電場(chǎng)力與重力大小相等，先把電場(chǎng)力和重力合成，轉(zhuǎn)化為等效重力場(chǎng)，合力斜向左偏下，與水平方向成45°角，所以小球在b、c弧線中點(diǎn)處速度最大，洛倫茲力最大，AB錯(cuò)；小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小，C錯(cuò)；同理D對(duì)，故選D
考點(diǎn)：考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：難度中等，首先應(yīng)把電場(chǎng)力與重力合成，利用等效重力場(chǎng)求解