Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上有一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為m的小球與一根長(zhǎng)為的輕繩一端相連，繩的另一端固定在P點(diǎn)，小球與P點(diǎn)的距離現(xiàn)施加一與PM夾角、水平向右且場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并從靜止釋放帶電小球，從釋放小球到輕繩與電場(chǎng)方向平行的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球先做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)后做圓周運(yùn)動(dòng)

B. 小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

C. 此過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為

D. 輕繩與電場(chǎng)力方向平行時(shí)小球的速度大小為

Answer 1

【答案】CD

【解析】

A. 如圖所示，

帶電小球水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移為MQ=L時(shí)，輕繩剛好被拉直，隨后在輕繩拉力與電場(chǎng)力的合力作用下，小球以P點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，此時(shí)輕繩與電場(chǎng)力方向平行，故A錯(cuò)誤；

B. 小球在水平方向上的位移為：

假如小球在水平方向一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

解得：

但小球在QN階段水平方向不是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C. 電場(chǎng)力做功

故C正確。

D. MQ段，由動(dòng)能定理得：

當(dāng)帶電小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)輕繩剛好被拉直速度為，如圖所示

由于繩子瞬間張緊使得小球沿輕繩方向的分速度v2瞬間減小為零，而沿垂直于輕繩方向的分速度 不變，小球由Q到N，根據(jù)動(dòng)能定理得

則此時(shí)小球的速度為：

故D正確。