Question

4．如圖所示，在水平向左的勻強電場中有一表面光滑、與水平成60°角的絕緣直桿AC，其下端C距離地面有一定高度．一質量為0.5kg的帶電小環套在直桿上，以某一速度沿桿勻速下滑．不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s²．則下列說法正確的是（　　）

• A． 小環帶正電
• B． 小環受到的電場力大小為10N
• C． 小環離開直桿后做類平拋運動
• D． 小環在地面上的落點不可能在C點正下方

Answer 1

分析 環在桿子上做勻速直線運動，受重力、電場力和支持力，根據平衡條件判斷電場力大小和方向，判斷環的電性；環離開桿后，受重力和電場力的合力與初速度垂直，做類似平拋運動．

解答 解：AB、小環在桿上勻速下滑時，受到垂直桿的彈力F_N、豎直向下的重力和水平向右的電場力，
根據物體平衡條件有：F_Nsinθ-qE=0…①
F_Ncosθ-mg=0…②
聯立解得：qE=mgtanθ=0.5×$10×\sqrt{3}$=5$\sqrt{3}$N，
電場力向右，與電場強度方向相反，故小環帶負電荷，故A錯誤，B錯誤；
CD、環沒有離開桿時，受重力、支持力和電場力，其重力與電場力的合力垂直桿向下；
環離開桿后，只受重力和電場力，其合力與初速度垂直，故環開始做類似平拋運動，只要C點高度恰當，可能落在C點的正下方；故C正確，D錯誤；
故選：C

點評 解決本題的關鍵通過共點力平衡得出電場力的大小和方向，然后運用類平拋運動的知識進行分析，基礎題目．