Question

10．在水平面內(nèi)固定一內(nèi)壁光滑、不帶電、絕緣的半圓型塑料細(xì)管，在管口M和N處分別固定電荷量為q₁、q₂的正點電荷，管內(nèi)靠近N處放置一帶正電的小球（帶電量遠(yuǎn)小于q₁、q₂，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑）．小球由靜止釋放后，經(jīng)過管內(nèi)b點時速度最大，經(jīng)過a、c兩點的速度大小相等，設(shè)a、b、c三點的電勢分別為φ_a、φ_b、φ_c，則下列關(guān)系式正確的是（　�。�

• A． φ_a＞φ_c，q₁＞q₂
• B． φ_a＜φ_c，q₁＜q₂
• C． φ_a=φ_c，q₁＜q₂
• D． φ_a=φ_c，q₁＞q₂

Answer 1

分析 根據(jù)能量守恒定律分析a、c兩點的電勢關(guān)系．b點的速度最大，小球沿圓周切向的合力為零，即可分析分析場強(qiáng)的方向．

解答 解：據(jù)題，小球a、c兩點時速度的大小相等，動能相等，根據(jù)能量守恒定律知小球在a、c兩點的電勢能相等，故φ_a=φ_c．
小球經(jīng)過管內(nèi)b點時速度最大，沿圓周切向的合力為零，再結(jié)合電場的疊加原理知b點的場強(qiáng)沿Ob的方向，M點的點電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度比較大，所以q₁＞q₂．故D正確，ABC錯誤．
故選：D．

點評 解決本題的關(guān)鍵要把握題中的信息，通過分析小球的運(yùn)動情況，來判斷其受力情況和動能、電勢能之間的關(guān)系變化．