Question

【题目】如图所示，在光滑绝缘水平桌面上有一个电荷量为、质量为m的小球与一根长为的轻绳一端相连，绳的另一端固定在P点，小球与P点的距离现施加一与PM夹角、水平向右且场强大小为E的匀强电场，并从静止释放带电小球，从释放小球到轻绳与电场方向平行的过程，下列说法正确的是（ ）

A. 小球先做匀加速曲线运动后做圆周运动

B. 小球的运动时间为

C. 此过程中电场力所做的功为

D. 轻绳与电场力方向平行时小球的速度大小为

Answer 1

【答案】CD

【解析】

A. 如图所示，

带电小球水平向右做匀加速直线运动，当位移为MQ=L时，轻绳刚好被拉直，随后在轻绳拉力与电场力的合力作用下，小球以P点为圆心做圆周运动到N点，此时轻绳与电场力方向平行，故A错误；

B. 小球在水平方向上的位移为：

假如小球在水平方向一直做匀加速直线运动，根据

解得：

但小球在QN阶段水平方向不是匀加速直线运动，故B错误；

C. 电场力做功

故C正确。

D. MQ段，由动能定理得：

当带电小球运动到Q点时轻绳刚好被拉直速度为，如图所示

由于绳子瞬间张紧使得小球沿轻绳方向的分速度v2瞬间减小为零，而沿垂直于轻绳方向的分速度 不变，小球由Q到N，根据动能定理得

则此时小球的速度为：

故D正确。