题目内容

2.如图所示,用绝缘细线拴一带负电的小球P,在竖直平面内做圆周运动,已知外界的匀强电场方向竖直向下,则小球P在竖直面内做圆周运动过程中,下列分析正确的是(  )
A.当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小
B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大
C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小
D.小球在运动过程中机械能守恒

分析 小球所受的电场力和重力可能相等,小球做匀速圆周运动,也可能电场力大于重力,a点为等效最低点,b点为等效最高点,所以a点的张力不一定最小,b点的速度不一定最大.
根据电场力做功判断电势能的变化.根据机械能守恒的条件判断小球在运动过程中机械能是否守恒.

解答 解:A、当电场力F=mg时,小球做匀速圆周运动,所以小球运动到最高点时,张力不一定最小,最低点时,速度不一定最大,故A、B错误;
C、从最低点到最高点,电场力做正功,粒子电势能减小,所以最高点a的电势能最小,故C正确.
D、因为电场力做功,所以小球机械能不守恒;故D错误.
故选:C.

点评 本题考查了小球在复合场中的运动,知道小球所受的电场力可能大于重力,可能等于重力,结合牛顿第二定律分析判断.

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