Question

【題目】如圖所示，勻強電場的場強方向與豎直方向成α角，一帶電荷量為q，質量為m的小球，用絕緣細線固定在豎直墻上，小球恰好靜止在水平位置，重力加速度為g.則( )

A. 小球帶正電

B. 勻強電場場強的大小為

C. 若某時刻t＝0將細線突然剪斷，在之后的T時間內電場力對小球做功為mg2T2tan2α

D. 將細線剪斷后，小球運動過程中機械能守恒

Answer 1

【答案】C

【解析】

根據小球的受力情況和平衡條件，分析其電性。由受力平衡列方程求出場強大小。剪斷線后小球受力恒定，將做初速度為零的勻加速直線運動，由牛頓第二定律求加速度，由位移公式求得發生的位移，根據功的定義求得電場力的功，進而判斷機械能是否守恒。

根據受力分析如圖

則知小球帶負電。根據平衡條件得 mg=Eqcosα得故A B錯誤；將細線突然剪斷，小球將做初速度為零的勻加速直線運動，根據牛頓第二定律得： ；T時間內發生的位移x=aT2=gT2tanα，則電場力對小球做功W=qExsinα=mg2T2tan2α，故C正確；由上面的分析知電場力做功，所以小球運動過程中機械能不守恒，故D錯誤；故選C。