题目内容


如图所示,半径为R的均匀带电圆盘水平放置,圆盘中心有一小孔,P、Q是过圆盘中心且垂直圆盘的直线.一质量为m的带电小球从P、Q连线上的H点由静止开始释放,当小球下落到圆盘上方h处的M点时,小球的加速度为零.已知重力加速度为g,则下列判断中错误的是(  )

 

A.

小球运动到圆盘下方h处的N点时加速度大小为2g

 

B.

小球运动到圆盘下方h处的N点时的电势能与在M点时相等

 

C.

小球从M点运动到N点的过程中,小球的机械能守恒

 

D.

小球从M点运动到N点的过程中,小球的机械能与电势能之和保持不变


考点:

机械能守恒定律;电势能.版权所有

专题:

机械能守恒定律应用专题.

分析:

小球下落过程中只受重力和电场力,由于小球下落到圆盘上方h处的M点时,小球的加速度为零,说明圆盘与小球带同种电荷,结合对称性和牛顿第二定律以及功能关系分析.

解答:

解:A、小球下落到圆盘上方h处的M点时,小球的加速度为零,电场力与重力平衡,即 F=mg,而且可知圆盘与小球带同种电荷.

当小球运动到圆盘下方h处的N点时,电场力向下,由对称性可知,电场力大小也为F,根据牛顿第二定律,有:F+mg=ma,a=2g,故A正确;

B、根据对称性,M点与N点电势相等,故小球运动到圆盘下方h处的N点时的电势能与在M点时相等,故B正确;

C、小球从M点运动到N的过程中,电场力做功,故机械能不守恒,故C错误;

D、小球从M点运动到N的过程中,根据能量守恒定律可知小球的机械能与电势能之和保持不变,故D正确;

本题选错误的,故选:C.

点评:

本题是简单的力电综合问题,突破口是:小球在M点时加速度为零,判断出F=mg,及圆盘与小球带同种电荷.同时,要结合功能关系、牛顿第二定律、电场力做功特点及对称性进行综合分析.

 

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