题目内容

【题目】如图所示,在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽,在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点,其中O为圆心,D在圆上,半径OC垂直于OB,∠ACB=∠ABC=30°。A点固定电荷量为+Q的点电荷,B点固定一个电荷量未知的点电荷使得圆周上各点电势相等。有一个质量为m,电荷量为-q(q>0)的带电小球在滑槽中运动,在C点受的电场力指向圆心,下列判断正确的是(  )

A.小球在滑槽内做匀速圆周运动

B.固定在B点的电荷带正电

C.固定在B点的电荷其电荷量的大小为Q

D.小球在C、D两处受到圆形槽弹力的大小相等

【答案】AC

【解析】

A.圆周上各点电势相等,小球在运动过程中电势能不变,根据能量守恒得知,小球的动能不变,小球做匀速圆周运动,故A正确;

BC.由小球在C点受的电场力指向圆心,如图所示

A点的点电荷对小球吸引,B点的点电荷对小球排斥,因此固定在B点的电荷带负电,由可知

设,则有

由力的合成可得

即

解得

故B错误,C正确;

D.小球在C处,根据牛顿第二定律则有

其中

可得

小球在D处,根据几何关系可得

根据牛顿第二定律则有

可得

故D错误;

故选AC。

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