Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強為的勻強電場在勻強電場中有一根長L=2 m的絕緣細線，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為0.08 kg的帶電小球，它靜止時懸線與豎直方向成37°角，若小球獲得初速度恰能繞O點在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，取小球在靜止時的位置為電勢能零點和重力勢能零點，cos37°=0.8，g取10 m/s2.下列說法正確

A.小球的電荷量

B.小球動能的最小值為1 J

C.小球在運動至圓周軌跡上的最高點時有機械能的最小值

D.小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動的電勢能和機械能之和保持不變，且為5J

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A.小球靜止時受到重力、電場力和繩子的拉力，根據(jù)受力平衡可得，電場力

則小球的電荷量

q=

故A項錯誤;

B.在靜止時的合力反向延長線與軌跡的交點為動能的最小位置.此時合力可以看成等效重力，即

可得小球動能的最小值

故B選項正確;

C.除了重力只有電場力做功改變小球的機械能，所以機械能的最小值的位置是圓軌道的最左邊，故C錯誤;

D.小球繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動的電勢能和機械能之和保持不變，大小為靜止位置的動能，由動能定理可知

5J

故D項正確。