题目内容
如图所示,一光滑绝缘圆环竖直放在水平向左的匀强电场E中,环上套一质量为m,带正电q的小球,qE<mg,AC是环在水平方向的直径,BD是环在竖直方向的直径,把小球从A点由静止释放,则( )
A、小球速度最大的位置在B点 | B、小球对机械能最大的位置在BC间某处 | C、小球所能达到的最高点在CD间某处 | D、小球所能达到的最高点在D点 |
分析:电荷从A到C电场力一直做正功,而重力做功之和为零,故小球动能增大,速度一直增大,过C点之后,重力和电场力都做负功,小球动能减小,速度减小.
除了重力之外的其他力做正功机械能增加,由电场力做功可得机械能的最大位置.
由于电场力小于重力,可知小球到达不了D点.
除了重力之外的其他力做正功机械能增加,由电场力做功可得机械能的最大位置.
由于电场力小于重力,可知小球到达不了D点.
解答:解:A、电荷从A到C电场力一直做正功,而重力做功为零,故小球动能增大,速度一直增大,过C点之后,重力和电场力都做负功,小球动能减小,速度减小,故速度最大的位置在C点,故A错误.
B、除了重力之外的其他力做正功机械能增加,由于从A到C电场力一直做正,而之后电场力做负功,故在C点机械能最大,故B错误.
CD、由于电场力小于重力,从A到停止,由动能定理可得:qEd-mgh=0-0,由于qE<mg,故应有d>h,由图可知停止位置应在CD之间,故C正确,D错误.
故选:C.
B、除了重力之外的其他力做正功机械能增加,由于从A到C电场力一直做正,而之后电场力做负功,故在C点机械能最大,故B错误.
CD、由于电场力小于重力,从A到停止,由动能定理可得:qEd-mgh=0-0,由于qE<mg,故应有d>h,由图可知停止位置应在CD之间,故C正确,D错误.
故选:C.
点评:本题重点在于对做功的分析,其中重点知识为:除了重力之外的其他力做正功机械能增加;动能定理的应用.
练习册系列答案
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如图所示,一光滑绝缘水平木板(木板足够长)固定在水平向左、电场强度为E的匀强电场中,一电量为q(带正电)的物体在水平恒力F作用下从A点由静止开始向右加速运动,经一段时间t撤去这个力,又经时间2t物体返回A点,则( )
A、这一过程中带电物快的电势能先增加后减小,其变化量为0 | B、水平恒力与电场力的比为9:5 | C、水平恒力与电场力的比为7:3 | D、物快先向右加速到最右端,然后向左加速返回到A点 |