题目内容

【题目】如图所示,两等量异种电荷在同一水平线上,它们连线的中点为O,竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平,圆心在O点,圆弧的半径为RC为圆弧上的一点,OC为竖直方向的夹角为37°,一电荷量为+q,质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放,沿轨道滚动到最低点时,速度v=2g为重力加速度,取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是(  )

A. 电场中A点的电势为

B. 电场中B点的电势为

C. 小球运动到B点时的动能为2mgR

D. 小球运动到C点时,其动能与电势能的和为1.6mgR

【答案】AC

【解析】取无穷远处电势为0,则最低点处电势为0.小球从A点运动到最低点过程中,由动能定理可得:mgR+qUAOmv2解得 UAOUAOA-0解得:φA,故A正确;由对称性可知:UAO=UBO即为:φA-0=0-φB故有:φB,故B错误;小球从A点运动到B点过程中,由动能定理得:Ek=qUAB=2mgR,故C正确;小球在最低点处的动能和电势能的总和为:E1mv2+02mgR由最低点运动到C点过程,动能、电势能、重力势能的总量守恒,而重力势能增加量为:Ep=mgR1-cos37°=0.2mgR
故动能、电势能的综合减少了0.2mgR,所以小球在C点的动能和电势能的总和为:E2=E1-0.2mgR=1.8mgR,故D错误;故选AC.

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