Question

13．如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细绳拴着在竖直平 面内做圆周运动．则（　　）

• A． 小球不可能做匀速圆周运动
• B． 小球运动到最高点绳子的拉力一定最小
• C． 当小球运动到最高点时电势能最小
• D． 小球在运动过程中，机械能一定不守恒

Answer 1

分析 分析小球所受重力与电场力的大小关系：当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；
当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动．当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小；由于电场力做功，小球的机械能一定不守恒．

解答 解：A、当带负电的小球受到的电场力与重力平衡时，由绳子拉力提供向心力，做匀速圆周运动，故A错误；
B、小球在电场中受到重力和向上的电场力．  当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；
  当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变．
  当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小；故B错误；
C、当小球最低点到最高点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故小球运动到最高点A时，小球的电势能最小．故C正确；
D、由于电场力做功，小球的机械能一定不守恒．故D正确．
故选：CD．

点评 本题考查带电粒子在电场中的运动，要注意由于本题中题设条件不明，要考虑各种可能的情况进行讨论，分三种情况分析小球的受力情况和运动情况．