Question

如图所示，在场强大小为E的水平匀强电场中，一根不可伸长的长度为L的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点．把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平面成θ=60°的位置B时速度为零，以下说法正确的是（ ）

A．AB两点的电势差为U
B．小球由A到B的过程中，电势能减少
C．小球在B点时，细线拉力为F=2Eq
D．小球重力与电场力的关系是Eq=

Answer 1

【答案】分析：类比单摆，小球从A点静止释放，运动到B点速度为0，说明弧AB的中点是运动的最低点，对小球进行受力分析，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，再根据几何关系可以求出Eq，球到达B点时速度为零，向心力为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析，再根据几何关系即可解题．
解答：解：A：A到B的过程中重力和电场力做功，根据动能定律：mgLsinθ-qU_AB=0，所以：U．故A正确；
B：A到B的过程中电场力做负功，故B错误；
C：小球到达B点时速度为零，向心力为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：T=qEcos60°+mgsin60°，故细线拉力T=mg，选项C错误．
D：类比单摆，根据对称性可知，小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，此时细线与水平方向夹角恰为30°，根据三角函数关系可得：qEsin30°=mgcos30°，化简可知Eq=mg，选项D正确；
故选：AD
点评：本题要求同学们能正确进行受力，并能联想到已学的物理模型，根据相关公式解题．