选择题6.0分
物理

8.如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,AB,为圆水平直径的两个端点,AC为圆弧.一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是

A

小球一定能从B点离开轨道

B

小球在AC部分可能做匀速圆周运动

C

若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H

D

小球到达C点的速度可能为零

正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

A、由于题中没有给出H与R、E的关系,所以小球不一定能从B点离开轨道,故A错误;

B、若重力大小等于电场力,小球在AC部分做匀速圆周运动,故B正确.

C、由于小球在AC部分运动时电场力做负功,所以若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H,故C正确;

D、若小球到达C点的速度为零,则电场力大于重力,则小球不可能沿半圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零.故D错误.

考查方向

带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力

解题思路

当小球的重力与电场力平衡,小球进入轨道,靠弹力提供向心力,做匀速圆周运动.根据动能定律判断上升的高度与H的关系..通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零,若能为零,根据动能定理知,电场力做功做功等于重力做功,则电场力大于重力,无法做圆周运动.

易错点

考查了带电小球在电场和重力场中的运动,综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识

知识点

动能 动能定理