Question

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，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環，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，Ob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．當小球運動的弧長為圓周長的1/4時，洛倫茲力最大

B．當小球運動的弧長為圓周長的1/2時，洛倫茲力最大

C．小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大

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

D

解析
試題分析：由知，洛倫茲力最大的位置是小球速度最大的位置，小球速度最大的位置是合力為零的位置，對小球受力分析如上圖所示，由圖知小球在d點的合力為零，此時速度最大，洛倫茲力最大，小球運動的弧長大于圓周長的1/4小于圓周長的1/2，AB錯；小球從a點運動到b點，重力做正功，重力勢能減小，電場力做正功電勢能減小，C錯；小球從b點運動到c點，電場力做負功電勢能增大，由小球在d點速度最大動能最大，所以是動能先增大后減小，D對。
考點：受力分析，加速度與速度的關系，重力做功與重力勢能的關系，電場力做功與電勢能的關系
點評：學生明確小球在合力為零時速度最大動能最大，清楚重力做功與重力勢能的關系跟電場力做功與電勢能的關系類似。