Question

如图，水平胶木圆盘上有一带正电的物块P，P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω₁．若加一竖直向下的匀强电场，P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω₂．若不加电场而加一竖直向下的匀强磁场，P随盘一起匀速转动的最大角速度为ω₃．盘的转动方向从上往下看为顺时针．已知P的位置和带电量保持不变，最大静摩擦力与正电压成正比，则正确的是（　　）

A．ω₁＜ω₂

B．ω₁＜ω₃

C．ω₂＞ω₃

D．ω₁＞ω₃

Answer 1

分析：木块在水平转盘上做匀速圆周运动时，静摩擦力提供向心力，由于静摩擦力有个最大值，因此在转动过程中，要保持相对静止，存在着角速度的最大值．
当有电场时，电场力向下，压力变大，最大静摩擦力变大，最大角速度也变大．
当有磁场时，洛伦兹力沿半径向外，合力变小，最大角速度也变小．

解答：解：第一种情况，没有电场、没有磁场时，此时盘面对物块的静摩擦力提供向心力，最大的角速度ω₁对应最大的静摩擦力f₁，即f1=mω12r
第二种情况，有电场时，电场力竖直向下，此时物块对盘面的压力变大了，最大静摩擦力也变大，此时f2=mω22r，
第三种情况，有磁场时，洛伦兹力f沿半径向外，此时f1-f=mω32r
因为f₂＞f₁＞f₁-f，所以ω_2＞ω₁＞ω₃，所以ACD正确，B错误．
故选：ACD．

点评：本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中分析清楚什么力充当向心力，难度不大，属于中档题．