Question

【題目】一半徑為R的光滑圓環豎直放在水平向右場強為E的勻強電場中，如圖所示，環上a、c是豎直直徑的兩端，b、d是水平直徑的兩端，質量為m的帶電小球套在圓環上，并可沿環無摩擦滑動．現使小球由a點靜止釋放，沿abc運動到d點時速度恰好為零，由此可知，小球在b點時（ ）

A. 加速度為零 B. 機械能最大

C. 電勢能最大 D. 動能最大

Answer 1

【答案】B

【解析】試題分析：A、小球由a點釋放，受到重力、向左的電場力和環的彈力作用，小球能沿abc運動到d點，速度恰好為零，根據動能定理得知，重力做功與克服電場力做功相等，而小球從a點運動到b的過程中，重力和電場力均做正功，小球經過b點時速度不等于零，小球在b點時的加速度一定不為零，故A錯誤；

B、小球a到b過程，電場力做正功，而且最大，根據功能關系除重力外其余力做功等于機械能的增加量，則知小球在b點時機械能最大．故B正確；

C、由上分析得知，小球在b點時機械能最大，由能量守恒定律得知，小球在b點電勢能最小．故C錯誤．

D、根據動能定理，合力做的功等于動能的增加量；從a到d過程，有：mgR﹣qER=0

解得 qE=mg

即電場力與重力大小相等，故重力場和電場的復合場中的最低點在bc段圓弧的中點處，小球運動此處時動能最大，故D錯誤；

故選B．