Question

【題目】如圖，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，有一個光滑絕緣圓環(huán)，還上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點，bd沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等�，F(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（ ）

A. 當(dāng)小球運動到c點時，洛倫茲力最大

B. 小球恰好運動一周后回到a點

C. 小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能減小

D. 小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能增大

Answer 1

【答案】C

【解析】電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點相當(dāng)于平時豎直平面圓環(huán)的“最高點”．關(guān)于圓心對稱的位置（即bc弧的中點）就是“最低點”，速度最大，此時洛倫茲力最大；由于a、d兩點關(guān)于新的最高點對稱，若從a點靜止釋放，最高運動到d點；故AB錯誤；從a到b，重力和電場力都做正功，重力勢能和電勢能都減少，故C正確；小球從b點運動到c點，電場力做負功，電勢能增大，但由于bc弧的中點速度最大，所以動能先增后減小，故D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。