题目内容
18．
如图所示，一绝缘细线0a下端系一轻质带正电的小球a （重力不计），地面上固定一光滑的绝缘1/4圆弧管道AB，圆心与a球位置重合，一质量为m、带负电的小球b从A点由静止释放，小球a由于受到绝缘细线的拉力而静止，其中细线O'a水平，Oa悬线与竖直方向的夹角为θ，当小球b沿圆弧管道运动到a球正下方B点时对管道壁恰好无压力，在此过程中（a、b两球均可视为点电荷）（ ）| A． | b球所受的库仑力大小为2mg | B． | b球的机械能逐渐减小 | ||
| C． | 水平细线的拉力先增大后减小 | D． | 悬线Oa的拉力先增大后减小 |
分析 分析物体的受力以及各力做功情况，从而明确机械能是否守恒，再根据功能关系即可明确小球到达B点的速度，再根据向心力公式列式，联立即可求得库仑力大小；
对a点分析，明确a受两绳子的拉力和库仑力作用而处于平衡状态，根据几何关系利用图示法分析两绳子拉力的变化．
解答 
解：AB、小球b在运动过程中受重力、库仑力以及弹力作用，由于库仑力和弹力不做功，只有重力做功，则可知，小球机械能守恒，由机械能守恒定律可知，mgR=$\frac{1}{2}$mv2；而在最低点时恰好无压力，则有：F库-mg=m$\frac{v^{2}}{R}$，联立解得：F库=3mg，故AB错误；
CD、对球a分析可知，球a受两绳子的拉力以及库仑力的作用而处于平衡，由图可知，随着小球b的下落，库仑力与水平方向上的夹角越来越大，由于两绳子拉力的方向不变，而两力的合力始终等于库仑力，大小保持不变；球在A点时，此时oa没有拉力，水平细线的拉力等于库仑力；整过程中库仑力大小不变，过a点以库仑力大小为半径作圆弧，则平行四边形的另一顶点在圆弧上，图中1、2、3分别对应夹角增大过程中的平行四边形图；则由图可知，水平细线上的拉力先增大后减小；而Oa绳的拉力一直增大．故D错误，C正确．
故选：C．
点评 本题综合考查共点力平衡、功能关系以及库仑定律的应用，要注意正确分析物体运动过程，做好受力分析和运动过程分析，才能准确选择物理规律进行分析求解；本题难点在于动态平衡的分析，要注意明确两分力的方向不变，而合力的大小不变．
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