如图所示,一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放置在场强方向水平向右、大小为E的匀强电场中,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,已知小球自a点由静止释放后经路径abc运动到d点时的速度恰好为零,由此

admin2019-08-07  12

问题 如图所示,一半径为R的绝缘光滑圆环竖直放置在场强方向水平向右、大小为E的匀强电场中,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,已知小球自a点由静止释放后经路径abc运动到d点时的速度恰好为零,由此可知(  )。

选项 A、小球在a点时的加速度为零
B、小球在d点时的电势能最大
C、小球在b点时的动能最大
D、小球在c点时的机械能最大

答案B

解析 通过分析可知,小球带负电,小球速度为零,故向心加速度为零,竖直方向上,重力和支持力平衡,水平方向上,小球受电场力,故小球在a点时加速度不为零,A项错误。根据功能关系,电场力做负功,电势能增加;小球所受电场力水平向左,故小球运动到d点时电势能最大,B项正确。从a到d过程中,重力做功WG,克服电场力做功WE,由动能定理有WG-WE=0,则WG=WE;从a到b过程中,重力做功WG,电场力做功WE,由动能定理Ek=WG+WE=2WG;从a到c过程中,重力做功2WG,电场力做功为零,由动能定理Ek=2WG。可见,小球在bc段圆弧的中点处类似单摆的平衡位置,此时动能最大,C项错误。小球运动到b点时,电场力做功最多,根据功能关系,小球在b点时的机械能最大,D项错误。故本题选B。
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/GkJv777K
0

相关试题推荐
最新回复(0)