Question

如圖所示，在方向向下的勻強電場中，一個帶負電的小球被絕緣細線拴住在豎直面內做圓周運動，則

A.小球可能做勻速圓周運動

B.當小球運動到最高點時，線拉力一定最小

C.當小球運動到最高點時，電勢能最大

D.小球在運動過程中，機械能一定不守恒

Answer 1

AD   在復合場中，當mg=qE時，小球可能做勻速圓周運動，A正確。設最高點速度為v₁，最低點速度為v₂,繩長為l,最高點和最低點受力如圖，最高點：

F₁+mg-qE=①

最低點：F₂+qE-mg=②

最高點到最低點由動能定理得：mg×2l-qE×2l=mv₂²-mv₁²③

由①②③式得：F₂-F₁=6mg-6qE,因不知mg和qE的大小關系，因此不能確定小球運動到最高點時，線拉力一定最小，B錯誤。在圓周上最高點的電勢最高，帶負電的小球在此處電勢能最小，C錯誤。小球在運動過程中，有電場力做功，所以機械能不守恒，D正確。