Question

9．如圖所示，套在足夠長(zhǎng)的絕緣直桿上的小圓環(huán)，環(huán)內(nèi)徑略大于桿的直徑，其質(zhì)量為m，帶電量是-q（q＞0）且不變，小圓環(huán)可在桿上滑動(dòng)，將此桿豎直放在互相垂直，且沿水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小圓環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ且滿足μqE＜mg，小圓環(huán)由靜止沿桿下滑，g為當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．則在下列圖中哪一個(gè)圖象可能反映小圓環(huán)下滑過(guò)程中的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 本題應(yīng)通過(guò)分析小球的受力情況，來(lái)判斷其運(yùn)動(dòng)情況：小球受重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向左的洛倫茲力、向右的電場(chǎng)力，當(dāng)洛倫茲力等于電場(chǎng)力時(shí)，合力等于重力，加速度最大；當(dāng)洛倫茲力大于電場(chǎng)力，且滑動(dòng)摩擦力與重力平衡時(shí)，速度最大．

解答 解：小球下滑過(guò)程中，受到重力、摩擦力（可能有）、彈力（可能有）、向左的洛倫茲力、向右的電場(chǎng)力；開(kāi)始階段，洛倫茲力小于電場(chǎng)力時(shí)，小球向下做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度增大，洛倫茲力增大，小球所受的桿的彈力向左，大小為N=qE-qvB，N隨著v的增大而減小，滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)也減小，小球所受的合力F_合=mg-f，f減小，F(xiàn)_合增大，加速度a增大；當(dāng)洛倫茲力等于電場(chǎng)力時(shí)，合力等于重力，加速度最大，為g；
當(dāng)洛倫茲力大于電場(chǎng)力時(shí)，出現(xiàn)環(huán)受到桿水平向右的彈力，導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力增大，則加速度會(huì)減小，但仍是加速運(yùn)動(dòng)，
直到重力等于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，加速度為零，速度達(dá)到最大，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確小球的運(yùn)動(dòng)情況，先做加速度增加的加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減為零時(shí)，速度最大．