题目内容
如图所示，一半径为R的光滑圆环，竖直放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为E．环上a、c是竖直直径的两端，b、d是水平直径的两端，质量为m的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自a点由静止释放，沿abc运动到d点时速度恰好为零，由此可知小球所受重力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）带电小球所受的静电力．小球在______（选填“a”、“b”、“c”或“d”）点时的电势能最小．
【答案】分析：根据动能定理，合力做的功等于动能的增加量得出小球所受重力和带电小球所受的静电力的关系．
根据电场力做功和电势能的变化关系，判断小球在哪个点时的电势能最小．
解答：解：根据动能定理，合力做的功等于动能的增加量；
从a到d过程，有：mg?R-qE?R=0
解得 qE=mg
即电场力与重力大小相等，
根据功能关系，电场力做正功，电势能减小，电场力向左，故运动到b点时电场力做的功最多，
所以电势能减小的最多，即小球在b点时的电势能最小．
故答案为：等于 b
点评：本题根据电场力做功判断电势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，难点在于运用类比的方法确定动能最大的位置．
根据电场力做功和电势能的变化关系，判断小球在哪个点时的电势能最小．
解答：解：根据动能定理，合力做的功等于动能的增加量；
从a到d过程，有：mg?R-qE?R=0
解得 qE=mg
即电场力与重力大小相等，
根据功能关系，电场力做正功，电势能减小，电场力向左，故运动到b点时电场力做的功最多，
所以电势能减小的最多，即小球在b点时的电势能最小．
故答案为：等于 b
点评：本题根据电场力做功判断电势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，难点在于运用类比的方法确定动能最大的位置．
练习册系列答案
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