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，小球可沿圓環自由運動。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1/2時，洛倫茲力最大

B. 當小球運動的弧長為圓周長的3/8時，洛倫茲力最小

C. 小球從a點到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

【答案】D

【解析】由洛倫茲力公式F＝qvB可知速度大，則力大，而速度最大的位置在重力場和電場的復合場的最低點，與水平面成45°角的左斜下方，故選項A、B錯誤；從a點到b點，電場力做正功，電勢能減小，故選項C錯誤；從b點運動到c點，電場力做負功，電勢能增大，動能在重力場和電場的復合場的最低點最大，故動能先增大后減小，選項D正確。