Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內有水平向右、場強為1×104N/C的勻強電場。在勻強電場中有一根長2m的絕緣細線，一端固定在O點，另一端系一質量為0.08kg的帶電小球，它靜止時懸線與豎直方向成37°角。若小球獲得一定初速度后恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動，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=10m/s2。下列說法正確的是

A.小球的電荷量q=5×10-5C

B.小球在c點的動能最小，且為1J

C.小球在b點時的機械能最小

D.小球在運動過程中電勢能和機械能之和保持不變，且為5J

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球靜止時，受力平衡：

解得小球的電荷量：，故A錯誤；

B．重力和電場力為恒力，將二者合成等效為新的“重力”，根據圓周運動的特點可知小球在b點的動能最小，根據牛頓第二定律：

最小動能為：

故B錯誤；

C．根據能量守恒定律可知，小球的電勢能與機械能相互轉化，小球在a點電勢能最大，機械能最小，故C錯誤；

D．根據能量守恒定律可知，小球的電勢能與機械能之和保持不變，在b點：

故D正確。

故選D．