题目内容

【题目】如图所示,在光滑小滑轮C正下方相距hA处固定一电量为Q的点电荷,电量为q的带电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态,这时小球与A点的距离为R,细线CBAB垂直。(静电力恒量为k,环境可视为真空),若小球所受的重力的为 G ,缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功为W1,电场力做功为W2,则下列关系式正确的是( )

A. B.

C.W1= D.

【答案】C

【解析】

试题分析:对小球,在B点时,受力分析如图,力三角形BDE和长度三角形ABC相似。

F=解得G= ,D错误;在缓慢移动的过程中,始终有BDE∽△ABC,如下图,

F、G不变,则边AB、AC长度不变,最终小球停在A点上方距离为RH处如图

则全过程库仑力F不做功W2=0,B错误;全过程由动能定理得

-GR(1-sinα)+W1=0

解得W1=GR(1- ),又G= ,故也可写成W1=, 故C正确。

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