题目内容
4.如图所示,A、B、C、D为正四面体的四个顶点,A、B、C在同一水平面上,在A 点放置一个电量为+Q的点电荷,在 B点放置一个电量为-Q的点电荷.一根光滑绝缘杆沿CD固定,杆上穿有带电量为+q的小球.让小球从D点由静止开始沿杆下滑,则关于小球从D滑到C点的过程中,下列判断正确的是( )A. | 电场力先减小后增大 | B. | 电场力先做负功后做正功 | ||
C. | 小球机械能先增加后减小 | D. | 小球做匀加速运动 |
分析 +Q和-Q是等量异种电荷,其电场线和等势面具有对称性,通过ab连线的中垂面是一等势面,c、d在同一等势面上,电势相等,根据对称性分析c、d场强关系.根据电势的变化,分析电场力做功情况,再分析小球机械能的变化情况,以及小球的运动情况.
解答 解:A、+Q和-Q是等量异种电荷,根据其电场线的分布情况和对称性可知,小球从D滑到C点的过程中,离两个点电荷连线AB的距离先减小后增大,电场强度先增大后减小,则小球受到的电场力先增大后减小,故A错误;
BC、通过AB连线的中垂面是一等势面,C、D在同一等势面上,CD连线上电势处处相等.则小球在下滑过程中,电场力始终不做功,由功能关系知,小球的机械能不变,故BC错误;
D、小球所受的电场力垂直于CD连线,且沿水平方向,与杆的弹力保持平衡,所以小球的合力等于重力沿杆向下的分力,因此小球做匀加速运动.故D正确.
故选:D.
点评 本题要掌握等量异种电场线和等势线分布情况,抓住对称性,关键要知道通过AB连线的中垂面是一个等势面.
练习册系列答案
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14.如图所示,电源中线圈自感系数为L,电容器电容为C.当电键K从1转到2后,经过多长时间线圈L中的磁场第一次达到最大强度?( )
A. | $\frac{π}{4}$$\sqrt{LC}$ | B. | $\frac{π}{2}$$\sqrt{LC}$ | C. | $\frac{3π}{2}$$\sqrt{LC}$ | D. | π$\sqrt{LC}$ |
12.一绝缘细线一端固定在光滑水平绝缘桌面上的O点,另一端系着一个带电小球.所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场.突然使小球获得一定的速度,小球在桌面上绕O点做半径等于线长的匀速圆周运动,其俯视图如图所示.由于某种原因,绳子突然断开,关于小球在绳断开后的运动情况,下列说法正确的是( )
A. | 小球可能不再做匀速圆周运动,做离心运动 | |
B. | 小球做匀速圆周运动,圆周运动半径和周期可能都增大 | |
C. | 小球做匀速圆周运动,圆周运动半径和周期可能都减小 | |
D. | 小球做匀速圆周运动,圆周运动周期肯定不变 |