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精英家教网如图所示，在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆，AB是一条直径，空间有匀强电场场强大小为E，方向与水平面平行．在圆上A点有一发射器，以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球，小球会经过圆周上不同的点，在这些点中，经过C点的小球的动能最大．由于发射时刻不同时，小球间无相互作用．且∠α=30°，下列说法正确的是（　　）
A、电场的方向与AC间的夹角为30°
B、电场的方向与AC间的夹角为60°
C、小球在A点垂直电场方向发射，恰能落到C点，则初动能为
1
8
qER
D、小球在A点垂直电场方向发射，恰能落到C点，则初动能为
1
4
qER
分析：小球在匀强电场中，从A点运动到C点，根据动能定理qUAC=Ek，因为到达C点时的小球的动能最大，所以UAC最大，即在圆周上找不到与C电势相等的点．所以与C点电势相等的点在过C点的切线上．再根据电场线与等势线垂直，可以画出电场线，即可确定电场的方向．
小球做类平抛运动，根据平抛运动的知识分析小球的运动情况，分别在水平方向和竖直方向上列式求解初动能．
解答：精英家教网解：A、B：小球在匀强电场中，从a点运动到c点，根据动能定理qUAC=Ek得
因为到达C点时的小球的动能最大，所以UAC最大，则在圆周上找不到与C电势相等的点．且由A到C电场力对小球做正功．
过C点作切线，则CF为等势线．
过A点作CF的垂线，则该线为电场线，场强方向如图示．
因为∠CAB=30°，则连接CO，∠ACO=30°，所以电场方向与AC间的夹角θ为30°；故A正确，B错误．
C、D：小球只受电场力，做类平抛运动．
水平方向上：x=Rcos30°=v0t，
竖直方向上：y=R+Rsin30°=
qEt2
2m
，
由以上两式得：Ek=
1
2
mv02=
1
8
qER；故C正确，D错误．
故选：AC
点评：本题关键考查对电场力做功公式W=qEd的理解和应用，d是沿电场方向两点间的距离．此题还要求熟练掌握功能关系和类平抛运动的研究方法．
练习册系列答案
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如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b，a球质量为2m、带电量为+q，b球质量为m、带电量为+2q，两球相距较远且相向运动．某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v，由于静电斥力的作用，它们不会相碰．则下列叙述正确的是（　　）
（2012?汕头一模）如图所示，在光滑绝缘水平面上，不带电的绝缘小球P2静止在O点．带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域．随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度为
2
3
v0．从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右，电场强度为E0的匀强电场，并且区域外始终不存在电场．P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量为m2=5m1，A、O间距为L0，O、B间距为L=
4L0
3
，已知
qE0
m1
=
4v02
3L0
．
（1）求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间．
（2）判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞．
如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界．线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行．当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动．在线框进入磁场的过程中，
（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？
（2）求线框a、b两点的电势差．
（3）求线框中产生的焦耳热．
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A、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小B、小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小
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（1）B0的大小和方向；
（2）B1、B2的大小和方向；．
（3）在运动的一个周期内，小球在经过第一、四    象限的过程中，在区域Ⅰ、Ⅱ内运动的时间与在区域Ⅰ、Ⅱ外运动的时间之比．

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