题目内容

【题目】如图所示,一个电容为C,电量为Q的平行板电容器竖直放置,两板间的电场可视为匀强电场,将一个质量为m,电荷量为﹣q的带电小球(可视为质点),不可伸长的绝缘细线悬挂于两板间O点.现将小球拉至水平位置M点,由静止释放,当小球延圆弧向下摆动60度到达N点时,速度恰好为零.则(

A.电容器的左极板带负电

B.绳子的最大拉力为2mg

C.电容器两极板间的距离为

D.如果让电容器的带电量减半,小球仍从M点有静止释放,到达N点时速度仍为0

【答案】AC

【解析】

A.小球从MN的过程中,动能变化为零,根据动能定理,合力做功0,而重力做正功,则电场力对小球做负功,即电场力方向向右,由于小球带负电,故场强方向向左,所以左极板带负电,右极板带正电.故A正确;

BC.设两板间电势差为U、场强为E,由

E=

对球,从MN由动能定理有

mgLsin60°qEcos60°=00

所以有

Eq=mgtanθ=mg

解得

则重力与电场力的合力大小为2mg;方向沿与水平方向成30°角,此时绳子的拉力

F2mg=m

因速度不为零;故拉力一定大于2mg;故B错误,C正确;

D.由电量减半时,电压减半,则极板间的场强减半;从MN的过程中电场力做功变小,根据动能定理外力做功之和mgLsin60°qEcos60°大于零,则小球从M点释放后,还没有到达N点时速度不会为零;故D错误;

故选AC

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