Question

【題目】如圖所示，ABCD是一個過球心O的水平截面圓，其中AB與CD垂直，在C、D、A三點分別固定點電荷＋Q、－Q與＋q。光滑絕緣豎直桿過球心與水平截面圓垂直，桿上套有一個帶少量負電荷的小球，不計小球對電場的影響。現將小球自E點無初速度釋放，到達F點的過程中（重力加速度為g），下列說法正確的是

A. 小球在O點的加速度大于g

B. 小球在E點的電勢能大于在O點的電勢能

C. 小球在F點的速度一定最大

D. 小球在運動過程中機械能一直減小

Answer 1

【答案】B

【解析】小球在O點時，受到C、D兩點電荷的庫侖力的合力水平向左，受到A點電荷庫侖力指向A點，則小球在O點受到庫侖力的合力在夾角范圍內，故小球受桿的彈力就應在夾角范圍內，且大小與庫侖力的合力相等，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錯誤；由圖可知，帶負電的小球從E點到O點時電勢升高，故電勢能減小，故B正確；當小球的合力為零時，加速度為零，速度最大，對小球在F點受力分析可知，因不清楚重力與庫侖力的大小關系，故無法判斷小球在F點時是否合力為零，故C錯誤；由圖可知，E、F是在同一等勢面，故小球在運動過程中，電勢能先減小，后增大，則機械能先增大，后減小，故D錯誤；故選B。