Question

11．帶正電小球套在豎直放置的粗糙絕緣豎直桿上，放在正交的勻強電場和勻強磁場中，將小球由靜止釋放，如圖所示，其加速度，速度的變化情況是（　�。�

• A． 釋放瞬時加速度a最大，速度v=0
• B． 當下滑速度v=$\frac{E}{B}$時，加速度最大，速度v也最大
• C． 球加速度不斷減小，速度不斷增大至最大值
• D． 球加速度先變大，后變小，速度不斷變大至最大值

Answer 1

分析 當電場力等于洛倫茲力時，絕緣桿對小球的支持力等于0，故此時滑動摩擦力等于0，此時物體的加速度最大；
當物體勻速運動時，物體的加速度為0，此時物體的速度最大，且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即mg=μF_N，即qvB-Eq=$\frac{mg}{μ}$．

解答 解：AB、釋放瞬時，桿的彈力等于電場力，則環(huán)受到桿的豎直向上的摩擦力，當下滑速度v=$\frac{E}{B}$，即電場力等于洛倫茲力時，絕緣桿對小球的支持力等于0，故此時滑動摩擦力等于0，則物體所受的合外力等于物體的重力，此時物體的加速度最大，故物體最大的加速度a_m=g，當速度繼續(xù)增大時，出現滑動摩擦力，導致加速度減小，但加速度與速度同向，速度仍會增大，故A錯誤，B也錯誤；
CD、當物體勻速運動時，物體的加速度為0，此時物體的速度最大，且物體所受的滑動摩擦力等于物體所受的重力即：mg=μF_N，
而此時qvB-Eq=F_N，即qvB-Eq=$\frac{mg}{μ}$；解得物體的最大速度v=$\frac{mg}{μBq}$+$\frac{E}{B}$，故C錯誤，D正確；
故選：D．

點評 本題考查了電場力、洛倫茲力，帶電粒子在復合場中的運動，掌握受力分析，理解牛頓第二定律，過程分析是容易出錯之處，同時注意是否有滑動摩擦力，及摩擦力大小變化是解題的突破口．