一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直...
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一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动.现使小球由a点静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由此可知,小球在b点时( )
A.加速度为零 B.机械能最大
C.电势能最大 D.动能最大
【回答】
解析 从题图上可以看出小球从a点静止出发到d点仍静止,由动能定理可知:mgR+Wq=0-0,所以有Wq=-mgR,所以小球带负电,所受到的电场力大小为F=mg,方向水平向左.在整个过程中,只有由a到b电场力做了正功,由功能关系可知,在b点机械能最大,选项B对;在b点小球速度要满足圆周运动的规律,所以加速度不为零,选项A错;由b到d电场力做负功,电势能增加,d点电势能最大,选项C错;由于重力和电场力都是恒力,所以这两个力的合力也为恒力,方向为斜向左下方,与竖直方向成45°角,由等效法可知,小球应该运动到合力方向的最低点,即bc两点之间的某一点时,其动能最大,选项D错.
* B
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:选择题
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