如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环*运
问题描述:
如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球,小球可沿圆环*运动.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是( )
A. 当小球运动的弧长为圆周长的
时,洛仑兹力最大1 2
B. 当小球运动的弧长为圆周长的
时,洛仑兹力最大3 8
C. 小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D. 小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
答
A、小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力,二力大小相等,故二力的合力方向于水平方向成45°向左下,如图,故小球运动到圆弧bc的中点时,速度最大,此时的洛伦兹力最大,故A错误.
B、由A的分析可知,小球运动的弧长为圆周长的
时,洛仑兹力最大,故B正确.3 8
C、小球由a到b的过场中,电场力和重力均做正功,重力势能和电势能都减小.故C错误.
D、小球从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增加;因力的合力方向将于水平方向成45°向左下,当小球运动到圆弧bc的中点时速度最大,所以小球从b点运动到c点过程中,动能先增大,后减小.故D正确.
故选:BD.