Question

如圖所示．充電后的平行板電容器豎直放置，板間一帶正電的絕緣球用絕緣細線懸掛于A板上瑞，若將小球和細線拉至水平位置，由靜止釋放后小球將向下擺動直至與A板發生碰撞，此過程細線始終處于伸直狀態，則此過程中（　　）

• A、小球電勢能一直減小
• B、小球的動能一直增大
• C、小球受細線的拉力一直在增大
• D、小球運動的向心加速度先增大后減小

Answer 1

分析：帶電小球在復合場中的擺動類似于單擺，它的受力與運動都可以使用單擺的模型說明，由于小球與A板相碰，則說明速度最大不在偏角45°處，而是大于45°，從而可以確定動能如何變化，向心加速度的變化，及拉力的變化，再根據電場力做功來確定電勢能的變化．

解答：解：A：由題意可知，小球在運動過程中，電場力做負功，導致電勢能增加．故A錯誤；
B：根據單擺的對稱性可得，小球速度先增加后減小．故B錯誤；
C：根據牛頓第二定律可得，小球在速度最大時，拉力最大，因此拉力先增加后減小．故C錯誤；
D、根據an=

vn2

R

，可知，當速度變化時，向心加速也變化，因此向心加速度先增大后減小．故D正確．
故選：D．

點評：對研究對象進行受力分析，并結合單擺的模型來分析，從而算出結果，并掌握電勢能、動能、向心加速度、拉力的變化判定的方法．