题目内容
【题目】如图所示,绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的O点,下端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球,小球套在O点正下方的水平光滑绝缘杆上,整个装置处于电场强度大小为E,方向沿杆向右的匀强电场中,现将小球以某ー初速度从A点运动到B点,到B点时与其在A点时的弹簧弹カ大小相等,OA在小球从A点运动到B点的过程中,下列判断正确的是
A. 小球在A点时的速度大于在B点时的速度
B. 小球的电势能一直减小,弹性势能先增大后减小
C. 小球的加速度大小仅由电场力决定的位置有2个
D. 弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有4个
【答案】C
【解析】如图所示,设O点正下方为O′点,与A点关于O′点对称的点为A′点,所以小球从A到A′过程中弹簧一直被压缩,弹簧原长的位置一定是在A′与B点之间;
A. 小球从A到B的过程中,弹簧弹力做功为零,只有电场力做功,根据动能定理可得,所以小球到达B点时的速度不为零,故A错误;
B. 小球从A到B的过程中电场力一直做正功,所以小球的电势能一直减小,弹性势能先增大后减小再增大,故B错误;
C. 小球处于O点正下方和小球受到的弹力为零的位置时,小球合力都是qE,加速度都是qE/m,所以小球的加速度大小为qE/m的位置有2个,故C正确;
D. 在A点速度为零,弹力瞬时功率为零;在O点正下方弹力方向与速度方向垂直,弹力功率为零;在弹簧处于原长的位置弹力为零,则弹力的功率为零,所以弹簧测力计对小球做功的瞬间功率为零的位置有3个,故D错误。
故选:C.
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