Question

17．如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，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．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．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． 小球能越过d点并继续沿环向上运动
• B． 当小球运动到c点时．所受洛伦兹力最大
• C． 小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能也减小
• D． 小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小

Answer 1

分析 电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．

解答 解：电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”，bc弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最低点”．关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大．
A．由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，故A错误；
B．由于bc弧的中点相当于“最低点”，速度最大，当然这个位置洛伦兹力最大．故B错误；
C．从a到b，重力和电场力都做正功，重力势能和电势能都减少．故C正确；
D．小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，但由于bc弧的中点速度最大，所以动能先增后减．故D正确．
故选：CD

点评 该题要求同学们能够根据受力分析找出做圆周运动新的最高点和最低点，再根据竖直平面内的圆周运动的知识解题，难度较大．