Question

【题目】如图所示，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．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d点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大

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

【答案】D

【解析】

试题分析：圆环在电场力、重力与磁场力的作用下共同运动，磁场力对圆环的运动不做功，又因为电场力与重力相等，故二个力的合力是沿斜向下与水平方向成45度角，这其实是个等效的力场的方向；在这个等效的力场中，a、d两点是对称的，故小球从环的顶端a点由静止释放后最高点是能够到达b点，故选项A错误；小球在c点的速度并不最大，故c点时的洛伦兹力并不最大，选项B错误；小球从d点运动到b点的过程中，二点在同一高度，故重力势能相等，选项C错误；小球从b点运动到c点的过程中，逆着电场线的方向，故电势能增大，又因为其等效低点在bc之间，故动能先增大后减小，选项D正确。