Question

【题目】如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ABC为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m，电荷量为-q（q>0）的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动

B. 小球一定能沿轨道运动到C点

C. 若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H

D. 小球到达C点的速度可能为零

Answer 1

【答案】AC

【解析】

当小球的重力与电场力平衡，小球进入轨道，靠弹力提供向心力，做匀速圆周运动，根据动能定律判断上升的高度与H的关系；通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零，若能为零，根据动能定理知，电场力做功做功等于重力做功，则电场力大于重力，无法做圆周运动；

A、若重力大小等于电场力，小球在AC部分做匀速圆周运动，故A正确；

B、若电场力大于重力，则C点为等效重力场中的最高点，因为题中没有给出H与R、E的关系，所以小球不一定能从A点沿轨道运动到C点，故B错误；

C、因为小球在AB部分只有电场力做负功，所以若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H，故C正确；

D、若小球到达C点的速度为零，则电场力大于重力，则小球不可能沿半圆轨道运动，所以小球到达C点的速度不可能为零，故D错误；

故选AC。