Question

【題目】如圖所示，BD是豎直平面內圓上的一條豎直直徑，AC是該圓的另一條直徑，該圓處于勻強電場中，場強方向平行于圓周平面。將帶等量負電荷的相同小球從O點以相同的動能射出，射出方向不同時，小球會經過圓周上不同的點，在這些所有的點中，到達A點時小球的動能總是最小。忽略空氣阻力，小球重力不能忽略，則下列說法中正確的是（ ）

A. 可以斷定電場方向由O點指向圓弧AEB上的某一點

B. 到達B點時小球的動能和電勢能之和總是最小

C. 到達C點時小球的電勢能總是最小

D. 到達圓上的所有小球中，機械能最小的小球應落在圓弧CFD上的某一點

Answer 1

【答案】B

【解析】在這個電場中，小球受到兩個力影響：重力和電場力．在A點動能最小，那說明速度最小了，說明OA方向發射的小球克服合力做功最大，也就是說在這個電場跟重力場中，合力方向是OC，對O點小球受力分析，重力豎直向下，合力方向指向OC，受力方向指向為OB與OC之間，即電場方向應該是由O指向AD弧方向，故A錯誤；由于只有重力和電場力做功，故任何點的小球，動能+重力勢能+電勢能=定值； 明顯B點的重力勢能最大，那么肯定B點的動能與電勢能之和最小，故B正確；因電場方向是由O指向AD弧方向，故C點不是電勢最高的位置，小球在C點的電勢能不是最小的，故C錯誤；機械能（重力勢能+動能）最小，那么肯定就是電勢能最大的地方，帶負電荷的小球，沿著電場線方向，應該在弧線AD（劣弧）之間，故D錯誤；故選B．