题目内容

【题目】如图所示,在竖直平面内有一水平向右的匀强电场,场强E=1.0×104 N/C。半径R=2.0m的光滑绝缘细圆环形轨道竖直放置且固定,有一质量m=0.4 kg、电荷量q=+3.0×104 C的带孔小球穿过细圆环形轨道静止在位置A,现对小球沿切线方向作用一瞬时速度,使小球恰好能在光滑绝缘细圆环形轨道上做圆周运动,取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点.已知BC是圆环形轨道的一条水平直径,g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,下列说法正确的是:

A. 在位置A静止时圆环对小球的弹力大小为5N

B. 瞬时速度的大小为

C. 瞬时速度的大小为

D. 小球通过B点时的机械能最小

【答案】ACD

【解析】

A. 小球在A点受力平衡,根据共点力平衡得,弹力N=N=5N.故A正确。

B. 设电场力和重力的合力方向与竖直方向的夹角为θ,则tanθ=,即θ=37.在等效最高点,最小速度为零,根据动能定理得,F2R=0

代入数据解得vA=10m/s.故B错误,C正确;

D. 从A到B的过程中,电场力所做的负功最多,则机械能损失最多,可知小球通过B点时的机械能最小。故D正确。

故选:ACD.

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