Question

一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端，b、d是水平直徑的兩端，質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上，并可沿環(huán)無(wú)摩擦滑動(dòng)．現(xiàn)使小球由a點(diǎn)靜止釋放，沿abc運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)速度恰好為零，由此可知，小球在b點(diǎn)時(shí)(　　)

A．加速度為零  B．機(jī)械能最大

C．電勢(shì)能最大  D．動(dòng)能最大

Answer 1

解析　從題圖上可以看出小球從a點(diǎn)靜止出發(fā)到d點(diǎn)仍靜止，由動(dòng)能定理可知：mgR＋W_q＝0－0，所以有W_q＝－mgR，所以小球帶負(fù)電，所受到的電場(chǎng)力大小為F＝mg，方向水平向左．在整個(gè)過(guò)程中，只有由a到b電場(chǎng)力做了正功，由功能關(guān)系可知，在b點(diǎn)機(jī)械能最大，選項(xiàng)B對(duì)；在b點(diǎn)小球速度要滿足圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，所以加速度不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)；由b到d電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，d點(diǎn)電勢(shì)能最大，選項(xiàng)C錯(cuò)；由于重力和電場(chǎng)力都是恒力，所以這兩個(gè)力的合力也為恒力，方向?yàn)樾毕蜃笙路�，與豎直方向成45°角，由等效法可知，小球應(yīng)該運(yùn)動(dòng)到合力方向的最低點(diǎn)，即bc兩點(diǎn)之間的某一點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能最大，選項(xiàng)D錯(cuò)．

答案　B