题目内容

【题目】如图所示,水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD,直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点,圆弧轨道的圆心为O,直径CD//AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩擦不计。下列说法正确的是( )

A.小球到达C点时的速度最大,且此时电场力的功率最大

B.若d=2R,则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qE

C.若d=R,则小球恰好能通过D点

D.无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处

【答案】BD

【解析】

A.小球到达C点时,其所受电场力的方向与速度方向垂直,电场力的功率为零,故A错误;

B.当d=2R时,根据动能定理有

小球通过C点时有

解得

N=7qE

根据牛顿第三定律可知,此时小球对轨道的压力大小为7qE,故B正确;

C.若小球恰好能通过D点,则有

又由动能定理有

解得

故C错误;

D.当小球恰好能通过D点时,小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后做类平抛运动,有

解得

由于

x>R

故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处,故D正确。

故选BD。

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