Question

如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直固定在沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中．设小球电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有 

A．小球加速度一直减小

B．小球速度先减小，直到最后匀速

C．杆对小球的弹力一直减少

D．小球所受洛伦兹力一直减小

Answer

D

【解析】

试题分析：对小球进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化情况。小球上滑过程，受重力、向右的电场力向、左的洛伦兹力、向下的滑动摩擦力，以及水平向左或向右的弹力，根据牛顿第二定律，有水平方向：qvB-qE-N=0（qvB＞qE），或者qvB-qE+N=0（qvB＜qE）；竖直方向：f+mg=ma；其中：f=μN；若qvB＞qE，则摩擦力先减小到零，后同向增加，故A错误；由于合力一直向下，故加速度向下，与速度反向，故速度一直减小，故B错误；若qvB＞qE，随着洛伦兹力的减小，弹力N先减小后反向增加，故C错误；由于速度一直减小，故洛伦兹力一直减小，故D正确。本题关键在于小球上升过程中弹力可能先减小为零再反向增加，也可能一直减小，要分两种情况讨论。

考点：牛顿第二定律