一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成θ角,所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于直杆向上的匀强磁场,如图.小球沿杆向下运动通过a点时速度是4m/s,到达

◎ 题目

一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成θ角,所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于直杆向上的匀强磁场,如图.小球沿杆向下运动通过a点时速度是4m/s,到达c点时速度减为零,b是ac的中点,在小球向下运动过程中(   )
A.绝缘直杆对小球的作用力方向与小球的运动方向垂直
B.小球电势能的增加量一定小于重力势能的减少量

C.小球通过b点的速度小于

D.到达c点后小球可能沿杆向上运动

◎ 答案

CD

◎ 解析

试题分析:

A、绝缘直杆对小球的作用力是支持力和摩擦力的合力,支持力与杆垂直,摩擦力与杆平行,故绝缘直杆对小球的作用力不垂直于小球的运动方向,故A错误;
B、根据能量守恒定律,从a到c的过程中,小球的动能和重力势能的减小量等于电势能和内能的增加量;由于不知道重力和电场力的大小关系,故无法判断小球的电势能的增加量与重力势能的减少量之间的关系,故B错误;
C、a点的动能为mva2/2=8mJ;从a到c的过程中,小球的动能减小,运动速度减小,小球所受的洛伦兹力减小,导致滑动摩擦力减小,电场力是恒力,在AB段和BC段重力做正功,电场力做负功,而且重力与电场力做功相等,摩擦力做功在AB段较多,因此在AB段合外力做的负功较多,所以根据动能定理得知,在AB段动能的减少量较大,所以在B点时的动能小于4mJ,故小球通过b点的速度小于,故C正确;
D、电场力可能远大于重力,故到达c点后小球可能沿杆向上运动,故D正确。
故选:CD.

◎ 知识点

    专家分析,试题“一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成θ角,所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于直杆向上的匀强磁场,如图.小球沿杆向下运动通过a点时速度是4m/s,到达…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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