如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E。在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量+q的...
问题详情:
如图所示,一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为E。在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量+q的小球,由静止开始沿轨道运动,下述说法正确的是 ( )
A.小球经过环的最低点时速度最大
B.小球在运动过程中机械能守恒
C.小球经过环的最低点时对轨道的压力为mg+qE
D.小球经过环的最低点时对轨道的压力为3(mg+qE)
【回答】
AD
【解题指导】解答本题应注意以下三点:
(1)带电小球在电场中运动时,电场力做功将引起电势能与其他形式的能相互发生转化,小球的机械能不再守恒;
(2)题目中除电场力做功外还有其他力做功,优先考虑动能定理;
(3)小球在电场中做圆周运动时,在最低点的向心力不能忽视电场力的参与。
【解析】根据动能定理知,在运动到最低点的过程中,电场力和重力一直做正功,到达最低点的速度最大,故A正确;小球在运动的过程中除了重力做功以外,还有电场力做功,机械能不守恒,故B错误;根据动能定理得:
mgR+qER=mv2,
根据牛顿第二定律得:FN-qE-mg=m,
解得:FN=3(mg+qE),由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力为3(mg+qE),故C错误,D正确。
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:多项选择
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