一半徑為R的光滑圓環豎直放在水平向右場強為E的勻強電場中,如圖所示,環上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直...
問題詳情:
一半徑為R的光滑圓環豎直放在水平向右場強為E的勻強電場中,如圖所示,環上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質量為m的帶電小球套在圓環上,並可沿環無摩擦滑動.現使小球由a點靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知,小球在b點時( )
A.加速度為零 B.機械能最大
C.電勢能最大 D.動能最大
【回答】
解析 從題圖上可以看出小球從a點靜止出發到d點仍靜止,由動能定理可知:mgR+Wq=0-0,所以有Wq=-mgR,所以小球帶負電,所受到的電場力大小為F=mg,方向水平向左.在整個過程中,只有由a到b電場力做了正功,由功能關係可知,在b點機械能最大,選項B對;在b點小球速度要滿足圓周運動的規律,所以加速度不為零,選項A錯;由b到d電場力做負功,電勢能增加,d點電勢能最大,選項C錯;由於重力和電場力都是恆力,所以這兩個力的合力也為恆力,方向為斜向左下方,與豎直方向成45°角,由等效法可知,小球應該運動到合力方向的最低點,即bc兩點之間的某一點時,其動能最大,選項D錯.
* B
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:選擇題
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