Question

【題目】如圖所示，ABCD是一個(gè)過球心O的水平截面圓，其中AB與CD垂直，在C、D、A三點(diǎn)分別固定點(diǎn)電荷＋Q、－Q與＋q。光滑絕緣豎直桿過球心與水平截面圓垂直，桿上套有一個(gè)帶少量負(fù)電荷的小球，不計(jì)小球?qū)﹄妶?chǎng)的影響。現(xiàn)將小球自E點(diǎn)無初速度釋放，到達(dá)F點(diǎn)的過程中（重力加速度為g），下列說法正確的是

A. 小球在O點(diǎn)的加速度大于g

B. 小球在E點(diǎn)的電勢(shì)能大于在O點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 小球在F點(diǎn)的速度一定最大

D. 小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能一直減小

Answer 1

【答案】B

【解析】小球在O點(diǎn)時(shí)，受到C、D兩點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力的合力水平向左，受到A點(diǎn)電荷庫(kù)侖力指向A點(diǎn)，則小球在O點(diǎn)受到庫(kù)侖力的合力在夾角范圍內(nèi)，故小球受桿的彈力就應(yīng)在夾角范圍內(nèi)，且大小與庫(kù)侖力的合力相等，方向相反，使小球水平方向所受合力為零，所以小球豎直方向只受重力，加速度為g，故A錯(cuò)誤；由圖可知，帶負(fù)電的小球從E點(diǎn)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)升高，故電勢(shì)能減小，故B正確；當(dāng)小球的合力為零時(shí)，加速度為零，速度最大，對(duì)小球在F點(diǎn)受力分析可知，因不清楚重力與庫(kù)侖力的大小關(guān)系，故無法判斷小球在F點(diǎn)時(shí)是否合力為零，故C錯(cuò)誤；由圖可知，E、F是在同一等勢(shì)面，故小球在運(yùn)動(dòng)過程中，電勢(shì)能先減小，后增大，則機(jī)械能先增大，后減小，故D錯(cuò)誤；故選B。