Question

一個(gè)帶正電的小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，所在空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于桿且斜向上的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，小球沿桿向下運(yùn)動(dòng)，通過a點(diǎn)時(shí)速度是4m/s，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度減為零，b是ac的中點(diǎn)，在小球運(yùn)動(dòng)過程中

A．小球通過b點(diǎn)的速度為2m/s

B．小球的電勢能的增加量一定大于重力勢能的減少量

C．絕緣直桿對(duì)小球的作用力垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向

D．到達(dá)c點(diǎn)后小球可能沿桿向上運(yùn)動(dòng)

Answer 1

D

試題分析：小球在運(yùn)動(dòng)過程中受重力、電場力、洛倫茲力、摩擦力、桿施加的兩個(gè)支持力，其中一個(gè)平衡洛倫茲力。根據(jù)動(dòng)能定理W_G+W_電+W_f=ΔE_k ①，摩擦力隨洛倫茲力的減小在減小，因此，ab段和bc段合力不同，合力做功不同，則動(dòng)能變化不同，則小球通過b點(diǎn)的速度一定不是2 m/s，A錯(cuò)誤；由①式得： W_電+W_f=ΔE_k－W_G＝ΔE_k+ΔE_p，由于不明確電場力與重力的大小，小球的電勢能的增加量與重力勢能的減少量電勢能無法比較，B錯(cuò)誤；絕緣直桿對(duì)小球的作用力有：兩個(gè)支持力垂直于桿和摩擦力沿桿向下，這三個(gè)力的合力一定不垂直于桿，C錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)后，由于不明確電場力與重力的大小有可能靜止，也有可能沿桿向上運(yùn)動(dòng)，  D正確。