Question

【题目】如图所示，半径为R的均匀带电圆盘水平放置，圆盘中心有一小孔，P、Q是过圆盘中心且垂直圆盘的直线．一质量为m的带电小球从P、Q连线上的H点由静止开始释放，当小球下落到圆盘上方h处的M点时，小球的加速度为零．已知重力加速度为g，则下列判断中错误的是（ ）

A.小球运动到圆盘下方h处的N点时加速度大小为2g

B.小球运动到圆盘下方h处的N点时的电势能与在M点时相等

C.小球从M点运动到N点的过程中，小球的机械能守恒

D.小球从M点运动到N点的过程中，小球的机械能与电势能之和保持不变

Answer 1

【答案】C

【解析】

试题小球下落过程中只受重力和电场力，由于小球下落到圆盘上方h处的M点时，小球的加速度为零，说明圆盘与小球带同种电荷，结合对称性和牛顿第二定律以及功能关系分析．

解：A、小球下落到圆盘上方h处的M点时，小球的加速度为零，电场力与重力平衡，即 F=mg，而且可知圆盘与小球带同种电荷．

当小球运动到圆盘下方h处的N点时，电场力向下，由对称性可知，电场力大小也为F，根据牛顿第二定律，有：F+mg=ma，a=2g，故A正确；

B、根据对称性，M点与N点电势相等，故小球运动到圆盘下方h处的N点时的电势能与在M点时相等，故B正确；

C、小球从M点运动到N的过程中，电场力做功，故机械能不守恒，故C错误；

D、小球从M点运动到N的过程中，根据能量守恒定律可知小球的机械能与电势能之和保持不变，故D正确；

本题选错误的，故选C．