Question

【題目】如圖所示，光滑絕緣細(xì)管與水平面成30°角，在管的右上方P點(diǎn)固定一個(gè)點(diǎn)電荷+Q，P點(diǎn)與細(xì)管在同一豎直平面內(nèi)，管的頂端A與P點(diǎn)連線水平，圖中PB垂直AC，B是AC的中點(diǎn)。帶電荷量為-q的小球（小球直徑略小于細(xì)管的內(nèi)徑）從管中A處由靜止開始沿管向下運(yùn)動(dòng)，它在A處時(shí)的加速度為a，不考慮小球電荷量對(duì)+Q形成的電場的影響。則在電場中（ ）

A. A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢

B. B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的4倍

C. 小球運(yùn)動(dòng)到C處的加速度為

D. 小球從A到C的過程中電勢能先減小后增大

Answer 1

【答案】BD

【解析】

由正點(diǎn)電荷電場線的分布，結(jié)合沿著電場線方向電勢降低，即可求解；根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度的公式，即可求解；由牛頓第二定律，結(jié)合庫侖定律，即可求解，根據(jù)電場力做功的正負(fù)來確定電勢能高低。

A項(xiàng)：正點(diǎn)電荷的電場線發(fā)散型，由于沿著電場線方向，電勢降低，因此A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢，故A錯(cuò)誤；

B項(xiàng)：結(jié)合幾何關(guān)系：PA=2PB，由點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式E=，可知，電場強(qiáng)度的大小與間距的平方成反比，則B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的4倍，故B正確；

C項(xiàng)：在A處時(shí)小球的加速度為a，對(duì)A點(diǎn)受力分析，電場力、重力與支持力，由力的合成法則可知，合外力由重力與電場力沿著細(xì)管方向的分力之和提供的；當(dāng)在C處時(shí)，小球仍受到重力、電場力與支持力，合外力是由重力與電場力沿著細(xì)管方向的分力之差提供的，

由A處可知，Fcos30°+mgsin30°=ma；

而在C處，則有：mgsin30°-Fcos30°=ma′，解得：a′=g-a．故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：根據(jù)電場力做正功，電勢能減小；電場力做負(fù)功，電勢能增加，可知：小球帶負(fù)電，從A到C的過程中，電場力先做正功，后做負(fù)功，則電勢能先減小后增大，故D正確。

故選：BD。