Question

4．如圖所示，一個質量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中的豎直面內做半徑為R的勻速圓周運動，電場和磁場的方向如圖所示．對此情景的相關判斷正確是（　�。�

• A． 液滴一定帶正電，沿逆時針方向轉動
• B． 任何時刻帶電液滴的重力勢能和電勢能之和不變
• C． 帶電液滴在運動過程中，加速度是恒定的
• D． 帶電液滴在一周運動過程中，從上到下洛倫茲力做正功，從下到上洛倫茲力做負功，但一周內洛倫茲力做功總和為0

Answer 1

分析 小球做勻速圓周運動，電場力與重力平衡，即可由電場方向從而確定電性；根據(jù)洛倫茲力提供向心力，由左手定則判斷粒子的旋轉方向，并根據(jù)洛倫茲力不做功，只有電場力與重力做功，則重力勢能與電勢能之和不變，從而即可求解．

解答 解：A、因為兩帶電小球都在復合場中做勻速圓周運動，電場力與重力平衡，則知電場力方向向上，而電場方向向下，所以液滴帶負電荷．
由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)左手定則判斷可知，液滴沿順時針方向轉動．故A錯誤；
B、根據(jù)電場力與重力做功，則任何時刻帶電液滴的重力勢能和電勢能之和不變，故B正確．
C、粒子在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運動，加速度大小不變，而方向時刻變化，故C錯誤；
D、根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力總是與速度方向垂直，則洛倫茲力不做功，故D錯誤；
故選：B．

點評 解決本題的關鍵是知道電場力與重力相平衡液滴才能做勻速圓周運動，掌握洛倫茲力提供向心力，能正確運用左手定則判斷運動方向，注意四指指向負電荷運動的相反方向．