Question

【題目】如圖所示，一個(gè)電容為C，電量為Q的平行板電容器豎直放置，兩板間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為﹣q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于兩板間O點(diǎn)．現(xiàn)將小球拉至水平位置M點(diǎn)，由靜止釋放，當(dāng)小球延圓弧向下擺動(dòng)60度到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零．則（

A.電容器的左極板帶負(fù)電

B.繩子的最大拉力為2mg

C.電容器兩極板間的距離為

D.如果讓電容器的帶電量減半，小球仍從M點(diǎn)有靜止釋放，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度仍為0

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A．小球從M到N的過程中，動(dòng)能變化為零，根據(jù)動(dòng)能定理，合力做功0，而重力做正功，則電場(chǎng)力對(duì)小球做負(fù)功，即電場(chǎng)力方向向右，由于小球帶負(fù)電，故場(chǎng)強(qiáng)方向向左，所以左極板帶負(fù)電，右極板帶正電．故A正確；

BC．設(shè)兩板間電勢(shì)差為U、場(chǎng)強(qiáng)為E，由和

得

E=

對(duì)球，從M到N由動(dòng)能定理有

mgLsin60°﹣qEcos60°=0﹣0

所以有

Eq=mgtanθ=mg

解得

則重力與電場(chǎng)力的合力大小為2mg；方向沿與水平方向成30°角，此時(shí)繩子的拉力

F﹣2mg=m

因速度不為零；故拉力一定大于2mg；故B錯(cuò)誤，C正確；

D．由電量減半時(shí)，電壓減半，則極板間的場(chǎng)強(qiáng)減半；從M到N的過程中電場(chǎng)力做功變小，根據(jù)動(dòng)能定理外力做功之和mgLsin60°﹣qEcos60°大于零，則小球從M點(diǎn)釋放后，還沒有到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度不會(huì)為零；故D錯(cuò)誤；

故選AC．