Question

【題目】如圖所示，一個質量m＝0.1g，電荷量q＝4×10－4C帶正電的小環，套在足夠長的絕緣直棒上，可以沿棒上下滑動。將棒置于正交的勻強電場和勻強磁場內，E＝10 N/C，B＝0.5 T。小環與棒之間的動摩擦因數μ＝0.2。取g＝10 m/s2，小環電荷量不變。小環從靜止沿棒豎直下落，則( )

A. 小環的加速度一直減小 B. 小環的機械能一直減小

C. 小環的最大加速度為2 m/s2 D. 小環的最大速度為4 m/s

Answer 1

【答案】BC

【解析】

對小環進行受力分析，再根據各力的變化，可以找出合力及加速度的變化；即可以找出小環最大速度及最大加速度的狀態．

小環靜止時只受電場力、重力及摩擦力，電場力水平向右，摩擦力豎直向上；開始時，小環的加速度應為，小環速度將增大，產生洛侖茲力，由左手定則可知，洛侖茲力向右，故水平方向合力將逐漸變大，摩擦力變大，故加速度減小；當摩擦力等于重力時，加速度為零，此時速度最大，則mg=μ(qvB+qE)，解得v=5m/s，以后圓環將以5m/s的最大速度做勻速運動，開始時的加速度最大，最大值為2m/s2，則C正確，AD錯誤；小環下落過程中，摩擦力一直做功，機械能減小，選項B正確；故選BC.