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  • 一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,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)無摩擦滑動(dòng).現(xiàn)使小

    一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,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. 電勢能最大
    D. 動(dòng)能最大
    物理人氣:453 ℃時(shí)間:2020-01-25 10:53:13
    優(yōu)質(zhì)解答
    A、小球由a點(diǎn)釋放,受到重力、向左的電場力和環(huán)的彈力作用,小球能沿abc運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn),速度恰好為零,根據(jù)動(dòng)能定理得知,重力做功與克服電場力做功相等,而小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b的過程中,重力和電場力均做正功,小球經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度不等于零,小球在b點(diǎn)時(shí)的加速度一定不為零,故A錯(cuò)誤;
    B、小球a到b過程,電場力做正功,而且最大,根據(jù)功能關(guān)系除重力外其余力做功等于機(jī)械能的增加量,則知小球在b點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最大.故B正確;
    C、由上分析得知,小球在b點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最大,由能量守恒定律得知,小球在b點(diǎn)電勢能最?。蔆錯(cuò)誤.
    D、根據(jù)動(dòng)能定理,合力做的功等于動(dòng)能的增加量;從a到d過程,有:mg?R-qE?R=0
    解得 qE=mg
    即電場力與重力大小相等,故重力場和電場的復(fù)合場中的最低點(diǎn)在bc段圓弧的中點(diǎn)處,小球運(yùn)動(dòng)此處時(shí)動(dòng)能最大,故D錯(cuò)誤;
    故選B.
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