解题思路:分析物体受力情况及各力做功情况,由动能定理可求得小滑块到达最低点时的速度;由滑块的运动可知滑块滑到最低点时的速度变化;由洛仑兹力公式可知大小关系;由向心加速度公式可知向心加速度的大小关系.
A、在乙图中,因为洛仑兹力总是垂直于速度方向,故洛仑兹力不做功;滑块下落时只有重力做功,故甲和乙两次机械能均守恒,故两次滑块到最低点的速度相等,
1
2m
v21=mgR,丙图中,小球下滑的过程中电场力做正功,重力做正功,
1
2m
v22=mgR+qER,所以小球在最低点的速度等于甲图和乙图中的速度.故A错误;
B、甲图和丙图比较可得,丙图中,小球的加速度比较大,所以达到最低点的时间要短.故B错误;
C、小球在最低点时,甲图中重力和支持力提供向心力,而乙图中是重力、支持力和洛伦兹力提供向心力,所以小球受到的支持力大小不相等,对轨道的压力也不相等.故C错误;
D、三个小球的运动过程中,重力做功,动能和重力势能之间转换;洛伦兹力不做功;电场力做功,电势能与动能之间转换;由于没有其他的能量损失,所以三种情况下,小球均能到达轨道右端最高点处,故D正确;
故选:D
点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;洛仑兹力.
考点点评: 利用功能关系是解决物理问题的常用方法,在解题时应明确洛仑兹力永不做功.