Question

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，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个固定在竖直平面内的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，bO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． 当小球运动到b点时，小球受到的洛伦兹力最大

B． 当小球运动到c点时，小球受到的支持力一定大于重力

C． 小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能减小

D． 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小

Answer

CD

【解析】

试题分析：

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，选项A错误；经对选项A的分析可知，选项B错误；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，选项C正确；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，选项D正确。

考点：带电粒子在复合场中的运动

【名师点睛】该题要求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．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就是“最高点”；在“最低点”时速度最大．再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可．