题目内容

【题目】如图所示,长为L的绝缘细线一端系一质量为m、带电量为q的小球,另一端固定在定点O位置,置于电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中.拉直细线将小球自O点正下方由静止释放,小球向上摆动,最大偏角=60°,重力加速度为g,以下说法正确的是

A.小球带电量大小q=

B.小球从开始摆至最大摆角的过程中,机械能与电势能之和保持不变

C.小球到达最大摆角处时细线上的拉力为T= 2mg

D.小球在摆动过程中的最大速率

【答案】BD

【解析】

AB.如图所示,带电小球受竖直向下的重力、水平向右的恒定电场力和细线的拉力.从最低点到最高点过程中,细线的拉力不做功,根据动能定理得qELsin-mgL(l-cos)=0,得小球带电量大小q=,从最低点到最髙点过程中机械能与电势能之和保持不变,A错误,B正确;

C.小球到达最大摆角处时速度为零,沿细线方向受力平衡,则线上的拉力为mg,故C错误;

D.由重力与电场力合力方向沿与竖直方向成 30°角斜向下,当速度方向与合力方向垂直时速度最大,由动能定理得 qELsin30°-mgL(1-cos30°)=,解得:;D正确.

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