Question

【題目】如圖所示，一質量為m、帶電荷量為q的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，假設電場區域足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成60°角。線長為L，細線不可伸長。小球在運動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g。現將電場反向，則下列說法正確的是（ ）

A.小球帶負電，電場強度E＝

B.電場反向后，小球即做圓周運動，在最低點的速度最大，vm＝

C.電場反向后，小球先做勻加速直線運動，然后做圓周運動，最大速度vm＝

D.電場反向后，小球將做往復運動，能夠回到初始位置

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．由平衡條件知小球受的電場力水平向左，而場強方向向右，故小球帶負電，根據平衡條件

Tsin60°=mg

Tcos60°=qE

得

qE=mgtan60°

故A錯誤；

BC．電場反向后，小球受向右的電場力大小為mg，繩子松弛不再有拉力，則小球沿電場力與重力合力的方向做勻加速直線運動，當小球運動到最低點時繩子恰被拉直，拉直時由于重力做功獲得的豎直分速度變為0，保留水平方向分速度做圓周運動，當繩子方向與重力與電場力合力方向在一條直線上時，小球有最大速度，即當繩子到達右側與豎直方向夾角為60°時速度最大，根據動能定理

得

故C正確，B錯誤；

D．由于繩子被拉直時小球的動能有所損失，所以小球無法回到初始位置，故D錯誤；

故選C。