题目内容

17.如图所示,竖直向上建立x轴.在x上有O、A、B、C四点.O为坐标原点,A、B、C三点的坐标已知.若在O点放置点电荷.将一个质量为m的带电小球从A点由静止释放,小球将沿x轴向上运动,当小球达到B点时速度最大,并且小球最高能运动到C点.下列物理量能求出的有哪些(  )
A.带电小球从A运动到C过程电势能的变化量
B.B点的电场强度
C.AC间的电势差
D.小球在A点的加速度

分析 从A到C的过程中,根据动能定理列式可以求出电场力做功,从而求出带电小球从A运动到C过程电势能的变化量,B点速度最大,则加速度为零,此时重力与电场力相等,结合点电荷场强公式求出A点的电场力,从而求出A点加速度,由于不知道带电小球的电量,所以不能求出AC间的电势差,不最大场源电荷的电荷量,所以不能求出B点的电场强度.

解答 解:A、从A到C的过程中,根据动能定理列式可以求出电场力做功等于克服重力做功,再根据电势能的变化量与电场力做功的关系求出带电小球从A运动到C过程电势能的变化量,故A正确;
B、点电荷的电场强度E=$k\frac{Q}{{r}^{2}}$,但不知道Q的电量,所以不能求出B点的电场强度,故B错误;
C、电场力做功W=Uq,由于不知道带电小球的电量,所以不能求出AC间的电势差,故C错误;
D、B点速度最大,则加速度为零,此时重力与电场力相等,则有:$mg=k\frac{Qq}{{{r}_{B}}^{2}}$,则可以求出A点电场力$F=k\frac{Qq}{{{r}_{A}}^{2}}$,小球在A点受到重力和电场力,根据牛顿第二定律求出加速度,故D正确.
故选:AD

点评 本题考查了动能定理以及电场力做功与电势能变化的关系,知道点电荷的场强公式,能结合力学知识解决问题,难度适中.

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