Question

如圖8-3-17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)，環(huán)上套有一個帶正電的小球．O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d、e為圓環(huán)上的五個點，a點為最高點，c點為最低點，bOd沿水平方向，e為ad弧的中點．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

圖8-3-17

1. A.
   小球能運動到c點，且此時所受洛倫茲力最大
2. B.
   小球能運動到e點，且此時所受洛倫茲力最小
3. C.
   小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大
4. 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
選D.受電場力與重力大小相等，設f點是圓弧bc的中點，則該處電場力與重力的合力方向沿半徑向外，如圖所示．從a到f點電場力與重力的合力做正功最多，而洛倫茲力不做功，由動能定理得，在f點小球速度最大，所受洛倫茲力最大，選項A錯誤；連接ad，小球從a點由靜止釋放，到d點速度減為零，故小球在abfcd范圍內(nèi)做往復運動，無法運動到e點，選項B錯誤；從a點到b點，重力與電場力均做正功，重力勢能、電勢能均減小，選項C錯誤；b點到c點電場力做負功，電勢能增大，合外力先做正功后做負功，動能先增大后減小，并且b、c兩點的動能相等，選項D正確．