Question

如图所示，在方向向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细线拴住在竖直面内做圆周运动，则

A.小球可能做匀速圆周运动

B.当小球运动到最高点时，线拉力一定最小

C.当小球运动到最高点时，电势能最大

D.小球在运动过程中，机械能一定不守恒

Answer 1

AD   在复合场中，当mg=qE时，小球可能做匀速圆周运动，A正确。设最高点速度为v₁，最低点速度为v₂,绳长为l,最高点和最低点受力如图，最高点：

F₁+mg-qE=①

最低点：F₂+qE-mg=②

最高点到最低点由动能定理得：mg×2l-qE×2l=mv₂²-mv₁²③

由①②③式得：F₂-F₁=6mg-6qE,因不知mg和qE的大小关系，因此不能确定小球运动到最高点时，线拉力一定最小，B错误。在圆周上最高点的电势最高，带负电的小球在此处电势能最小，C错误。小球在运动过程中，有电场力做功，所以机械能不守恒，D正确。