Question

如圖所示，勻強(qiáng)電場水平向右，虛線右邊空間存在著方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線左邊有一固定的光滑水平桿，桿右端恰好與虛線重合．有一電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在桿上并從桿左端由靜止釋放，帶電小球離開桿的右端進(jìn)入正交電、磁場后，開始一小段時間內(nèi)，小球（ ）

A．可能做勻速直線運(yùn)動
B．一定做變加速曲線運(yùn)動
C．重力勢能可能減小
D．重力勢能可能增加

Answer 1

【答案】分析：首先要對小球剛進(jìn)入三場的復(fù)合場時進(jìn)行受力分析，通過對重力和洛倫茲力大小的無法確定上，判斷小球可能上偏，也可能下偏，無論上偏還是下偏，電場力和重力都會對小球做功，可判斷小球做變加速曲線運(yùn)動．
解答：解：
小球加速（可判斷小球帶正電）后以一定的速度進(jìn)入右側(cè)電場、磁場和重力場的復(fù)合場區(qū)域，受到豎直向下的重力、豎直向上洛倫茲力和水平向右的電場力作用，如圖所示．由于洛倫茲力和重力的大小關(guān)系不能確定，所以小球可能向上偏也可能向下偏，電場力和重力做功，速率發(fā)生變化，洛倫茲力就發(fā)生變化，所以小球的合力是變力，小球做變加速曲線運(yùn)動，重力勢能可能增加也可能減�。�所以選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)BCD正確．
故選BCD．
點(diǎn)評：關(guān)于帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動注意以下幾點(diǎn)：
復(fù)合場
（1）．指電場、磁場和重力場并存，或其中兩場并存，或分區(qū)存在．（組合場和疊加場）
（2）．電場力和重力對帶電體做功與路徑無關(guān)，而磁場力對帶電體不做功
運(yùn)動分析
（1）．當(dāng)帶電體所受合力為零時，將處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．
（2）．當(dāng)帶電體作勻速圓周運(yùn)動時，合外力提供向心力．
（3）．當(dāng)帶電體作受合力大小與方向均變化時，將作非勻變速曲線運(yùn)動．
解題方法及關(guān)鍵
（1）．尋找突破口（程序法：順藤摸瓜，逆向思維法：反其道而行之，）
（2）．畫好軌跡圖（在畫圖的基礎(chǔ)上特別注意運(yùn)用幾何知識尋找關(guān)系）
（3）．巧選力學(xué)規(guī)律（力和運(yùn)動的關(guān)系：根據(jù)帶電粒子所受的力，運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解．功能關(guān)系：根據(jù)場力及其它外力對帶電粒子做功引起的能量變化或全過程中的功能關(guān)系，從而可確定帶電粒子的運(yùn)動情況，這條線索不但適用于均勻場，也適用于非均勻場．因此要熟悉各種力做功的特點(diǎn)．在解決帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動問題時，正確分析帶電粒子的受力情況及運(yùn)動特征是解題的前提，靈活選用力學(xué)規(guī)律是解題的關(guān)鍵．解決這類題時一定要注意臨界條件的挖掘：如“恰好”、“最大”、“最多”、“至少”…等關(guān)鍵詞，往往是解題的突破口．）