Question

【题目】如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为1×104N/C的匀强电场。在匀强电场中有一根长2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角。若小球获得一定初速度后恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°=0.8，g=10m/s2。下列说法正确的是

A.小球的电荷量q=5×10-5C

B.小球在c点的动能最小，且为1J

C.小球在b点时的机械能最小

D.小球在运动过程中电势能和机械能之和保持不变，且为5J

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球静止时，受力平衡：

解得小球的电荷量：，故A错误；

B．重力和电场力为恒力，将二者合成等效为新的“重力”，根据圆周运动的特点可知小球在b点的动能最小，根据牛顿第二定律：

最小动能为：

故B错误；

C．根据能量守恒定律可知，小球的电势能与机械能相互转化，小球在a点电势能最大，机械能最小，故C错误；

D．根据能量守恒定律可知，小球的电势能与机械能之和保持不变，在b点：

故D正确。

故选D．