Question

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場。在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上。已知小球所受電場力與重力大小相等�，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是（ ）

A. 小球能越過d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)，不受洛倫茲力

C. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能減小

D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，經(jīng)過弧中點(diǎn)時(shí)速度最大

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

AB、電場力與重力大小相等,則二者的合力指向左下方45,由于合力是恒力,故類似于新的重力,所以ad弧的中點(diǎn)相當(dāng)于平時(shí)豎直平面圓環(huán)的“最高點(diǎn)”。關(guān)于圓心對(duì)稱的位置(即bc弧的中點(diǎn))就是“最低點(diǎn)”，速度最大；由于a、d兩點(diǎn)關(guān)于新的最高點(diǎn)對(duì)稱，若從a點(diǎn)靜止釋放，最高運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，即當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)，速度為零，故不受洛倫茲力；故A錯(cuò)誤，B正確；

C. 由于d、b等高，故小球從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能不變，電場力做正功，電勢(shì)能減小，故C正確；

D. 由于等效重力指向左下方45，故弧bc中點(diǎn)是等效最低點(diǎn)，故小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，經(jīng)過弧bc中點(diǎn)時(shí)速度最大，故D正確；

故選：BCD。