Question

【题目】如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是.最低点是,直径水平. 、是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷), 固定在点, 从点静止释放,沿半圆槽运动经过点到达某点 (图中未画出)时速度为零,则小球 ( )

A. 从到的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小

B. 从到的过程中,速率先增大后减小

C. 从到的过程中,电势能一直增加

D. 从到的过程中,动能减少量小于电势能增加量

Answer 1

【答案】BC

【解析】

当电荷a在N点时，受竖直向下的重力和水平向右的电场力，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q的过程中，电场力和重力之间的夹角一直减小，且电场力逐渐增大，所以重力与电场力的合力一直增大，选项A错误。在N点是，电场力与重力的合力与该点的切线方向之间的夹角是锐角，所以在开始向下运动的过程中，合力做正功，速率增大；在P时，速度的方向是水平向左的，与合力之间的夹角为钝角，所以在此之间，合力已经开始做负功了，所以有段时间速率减小，从N到P的过程中，速率先增大后减小，选项B正确。从N到Q的过程中（N点除外），电场力的方向与速度的方向始终成钝角，电场力做负功，电势能始终增加，选项C正确。从P到Q的过程中，电场力做负功，重力也做负功，动能的减少量等于电势能和重力势能的增加量之和，即动能减少量大于电势能增加量，选项D错误。故选BC。