题目内容
如图所示,在竖直的xOy平面上,有一根绝缘光滑的抛物线型硬杆,抛物线方程为y=kx2,其中k为正常数.空间中有沿x轴正向的匀强电场.一个套在杆上带正电的小环在轨道的A点由静止开始滑下,轨道上的B点与A点关于y轴对称.对于带电小环的下列说法,正确的是( )
分析:电势能的变化可根据电场力做功进行分析,电场力做正功,电势能减小;根据动能定理分析动能,即可判断速度在什么位置最大.
解答:解:A、带电小环带正电,从A到B的过程电场力做正功,其电势能不断减小,故A错误.
B、从A到B的过程,重力做功为0,电场力做正功,根据动能定理可知,带电小环的动能增大,所以到达B点时速度大于0,故B错误.
CD、根据动能定理W合=△Ek得知:当外力做正功达到最大时,动能的增量也达到最大.从A到O的过程,重力与电场力都做正功,动能不断增大;从O到B的过程,重力做负功,电场力做正功,在小环在经过O点后的某一时刻,动能达到最大,速度达到最大,故C正确,D错误.
故选:C.
B、从A到B的过程,重力做功为0,电场力做正功,根据动能定理可知,带电小环的动能增大,所以到达B点时速度大于0,故B错误.
CD、根据动能定理W合=△Ek得知:当外力做正功达到最大时,动能的增量也达到最大.从A到O的过程,重力与电场力都做正功,动能不断增大;从O到B的过程,重力做负功,电场力做正功,在小环在经过O点后的某一时刻,动能达到最大,速度达到最大,故C正确,D错误.
故选:C.
点评:解决本题关键掌握电场力做功与电势能变化的关系,合外力做功与动能变化的关系即动能定理,难度中等.
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