Question

如圖所示，套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質量為m，帶電量為q，小球可在棒上滑動，現將此棒豎直固定在沿水平方向的且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中．設小球電量不變，小球由棒的下端以某一速度上滑的過程中一定有（　　）

A．小球加速度一直減小

B．小球速度先減小，直到最后勻速

C．桿對小球的彈力一直減少

D．小球所受洛倫茲力一直減小

Answer 1

分析：對小球進行受力分析，再根據各力的變化，可以找出合力及加速度的變化情況．

解答：解：小球上滑過程，受重力、向左的洛倫茲力、向右的電場力、向下的滑動摩擦力，以及水平向左或向右的彈力；
根據牛頓第二定律，有
水平方向：qvB-qE-N=0（qvB＞qE），或者qvB-qE+N=0（qvB＜qE）；
豎直方向：f+mg=ma；
其中：f=μN；
若qvB＞qE，則摩擦力先減小到零，后同向增加，故A錯誤；
由于合力一直向下，故加速度向下，與速度反向，故速度一直減小，故B錯誤；
若qvB＞qE，隨著洛倫茲力的減小，彈力N先減小后反向增加，故C錯誤；
由于速度一直減小，故洛倫茲力一直減小，故D正確；
故選D．

點評：本題關鍵在于小球上升過程中彈力可能先減小為零再反向增加，也可能一直減小，要分兩種情況討論．