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如图,绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,从a点由静止释放,沿abc运动到d点时

网友投稿  2022-11-29 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图,绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,从a点由静止释放,沿abc运动到d点时的速度恰好为零。在abcd的过程中,小球
A.在b点的向心加速度最大B.在b点的机械能最大
C.在d点的电势能最大D.在d点的加速度为零

◎ 答案

BC

◎ 解析


本题考查电场力做功;功能原理的应用;电势能;向心加速度与加速度。解答本题关键是根据电场力做功判断电势能的变化,根据除重力外的其它力做功判断机械能的变化,难点在于运用类比的方法确定速度最大的位置。
A、设小球从a到d过程中,重力做功为,克服电场力做功为,由动能定理得,-=0,则有=,小球从a到c过程中,重力做功为2,电场力做功为零,则由动能定理得,小球经过c点的动能=2,小球从a到b过程中,重力做功为,电场力做功为,则由动能定理得,小球经过b点的动能=2,可见,bc中点类似于单摆的平衡位置,小球经中点时速度最大,由知,小球经bc中点时向心加速度最大,故A错误;
B、小球从a运动到b的过程中,电场力做正功最多,根据功能关系可知,小球在b点时的机械能最大,故B正确;
C、小球从a运动到d的过程中,电场力做负功最多,小球在d点时的电势能最大,故C正确;
D、小球到达d点的速度为零,向心加速度为零,向心力为零,小球还受到竖直向下的重力,加速度方向竖直向下,加速度不为零,故D错误。
因此选BC

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,绝缘光滑的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,从a点由静止释放,沿abc运动到d点时…”主要考查了你对  【电场、电场力】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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