一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,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,并可沿环无摩擦滑

◎ 题目

一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,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,并可沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由此可知(  )
A.小球所受重力与电场力大小相等
B.小球在b点时的机械能最小
C.小球在d点时的电势能最大
D.小球在c点时的动能最大

◎ 答案

A、D、根据动能定理,从a到d过程,有:
mg?R-qE?R=0
解得:
qE=mg
即电场力与重力大小相等,故重力场和电场的复合场中的最低点在bc段圆弧的中点处,小球运动此处时动能最大,故A正确,D错误;
B、根据功能关系,除重力外其余力做功等于机械能的增加量;小球受到重力、电场力和环的弹力作用,弹力沿径向,速度沿着切向,故弹力一直不做功,除重力外只有电场力做功,由于电场力水平向左,故运动到b点时,电场力做的功最多,机械能增量最大,故B错误;
C、根据功能关系,电场力做负功,电势能增加;电场力向左,故运动到d点时克服电场力做的功最多,电势能增加的最多,故C正确;
故选:AC.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,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,并可沿环无摩擦滑…”主要考查了你对  【电势差与电场强度的关系】  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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