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【題目】一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的場強為E的勻強電場中,如圖所示,環(huán)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(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知( )

A.小球所受重力大于電場力

B.小球在b點時的機械能最小

C.小球在d點時的電勢能最大

D.小球只有在c點時的動能最大

【答案】C

【解析】

試題小球由a點釋放,受到重力、電場力和環(huán)的彈力作用,根據電場力做功與電勢能變化的關系得到電勢能的變化情況,根據動能定理判斷動能的變化情況,根據除重力外其余力做功判斷機械能的變化情況.

解:A、D、根據動能定理,從a到d過程,有:

mgR﹣qER=0

解得:

qE=mg

即電場力與重力大小相等,故重力場和電場的復合場中的最低點在bc段圓弧的中點處,小球運動此處時動能最大,故AD錯誤;

B、根據功能關系,除重力外其余力做功等于機械能的增加量;小球受到重力、電場力和環(huán)的彈力作用,彈力沿徑向,速度沿著切向,故彈力一直不做功,除重力外只有電場力做功,由于電場力水平向左,故運動到b點時,電場力做的功最多,機械能增量最大,故B錯誤;

C、根據功能關系,電場力做負功,電勢能增加;電場力向左,故運動到d點時克服電場力做的功最多,電勢能增加的最大,故C正確;

故選:C.

練習冊系列答案
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A. B.

C. D.

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