Question

【題目】如圖所示，半徑為r的圓在豎直平面上，A、B、C、D是圓周上的點(diǎn)，AB水平，CD豎直，在最高點(diǎn)C固定一點(diǎn)電荷，電荷量為﹣Q，現(xiàn)從A點(diǎn)將一質(zhì)量為m、電荷量為﹣q的帶電小球（帶電小球?qū)�點(diǎn)電荷電場(chǎng)的影響忽略不計(jì)）由靜止釋放，該小球沿光滑絕緣軌道ADB運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速率為3，g為重力加速度，取電場(chǎng)中B點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，靜電力常數(shù)為k，則（ ）

A. O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的倍

B. A點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)的高

C. 帶電小球在D點(diǎn)具有的電勢(shì)能為﹣

D. 帶電小球在D點(diǎn)受軌道的作用力為10mg

Answer 1

【答案】C

【解析】試題分析：根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式可知O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：。A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為：，即O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的2倍，故A錯(cuò)誤；由題意可知，A、B到C的距離相等，則AB的在同一個(gè)等電勢(shì)面上，沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)降低，而電場(chǎng)線會(huì)聚于負(fù)電荷，則A點(diǎn)的電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，如圖所示：故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

電荷從A到D運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，則有：，解得電場(chǎng)力做功：；規(guī)定電場(chǎng)中B點(diǎn)的電勢(shì)為零，A點(diǎn)的電勢(shì)也為零，因由A到D點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，則電勢(shì)能減小，因此點(diǎn)電荷在D點(diǎn)的電勢(shì)能為，故C正確；在D點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律：

整理可以得到：，故D錯(cuò)誤。