精英家教網(wǎng)如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一個帶電量為+Q的點電荷固定在O點,點B、C為以O(shè)點為圓心、半徑為R的豎直圓周上的兩點,點A、B、O在同一豎直線上,AB=R,點O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始滑下,滑至C點時速度大小為
5gR
,下列說法正確的是( 。
A、從點A到點C小球做勻加速運(yùn)動
B、從點A到點C小球的機(jī)械能守恒
C、B、A兩點間的電勢差為
mgR
q
D、若從點A由靜止釋放,則小球下落到B點時的速度大小為
3gR
分析:小球由A到C的過程中,做功的力有重力和庫侖力.由點電荷周圍形成的電場特點可知,小球從A到C過程中,電場力是發(fā)生變化的,故可知小球不會做勻加速直線運(yùn)動.因有庫侖力做功,所以機(jī)械能不守恒.由A到C過程中,重力和庫侖力做功,由動能定理可求出AC兩點間的電勢差和由到B是的速度.
解答:解:A、小球從A到C的過程中,受到重力、庫侖力和細(xì)桿的支持力三個力的作用,庫侖力是變化的,所以庫侖力在細(xì)桿的方向上的分量也是變化的,沿細(xì)桿的方向上合外力不恒定.選項A錯誤;
B、小球從A到C的過程中,除了重力做功外,還有庫侖力做功,所以此過程機(jī)械能不守恒.選項B錯誤;
C、小球從A到C的過程中,重力和庫侖力都做功,由動能定理有:-qUAC+2mgR=
1
2
m(
5gR
)2
,
解得:UAC=-
mgR
2q
.選項C錯誤;
D、B和C在同一個等勢面上,BC兩點的電勢相等UAB=UAC.小球由A到B的過程中,重力和電場力做功.由動能定理有:
mgR-qUAB=
1
2
mv2
,
由C選項可知:UAC=-
mgR
2q
,代入上式得:v=
3gR
,選項D正確.
故選:D.
點評:重力做功和電場力做功有一個共同的特點,就是與路徑無關(guān).重力做功與初末位置的高度差有關(guān);電場力做功與初末位置的電勢差有關(guān).
正點電荷形成的電場,電場線是呈放射狀的,離點電荷越遠(yuǎn),電場強(qiáng)度越。葎菝媸且粋個的同心球面.此題中,要明確BC兩點的電勢是相同的.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一帶電量為+Q的場源電荷置于O點,B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點,A、B、O在同一豎直線上,AB=R,O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始下滑,滑至C點時的速度的大小為
5gR
,下列說法正確的是( 。
①從A到C小球做勻加速直線運(yùn)動      
②從A到C小球的機(jī)械能守恒
③A、C兩點間的電勢差為-
mgR
2q

④若從A點自由釋放,則下落到B點時的速度大小為
3Rg

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一帶電量為+Q的場源電荷置于O點,B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點,A、B、O在同一豎直線上,AB=R,O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始下滑,滑至C點時的速度的大小為
5gR
,下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源:2011-2012蚌埠二中高三12月月考物理試卷 題型:選擇題

如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一帶電量為+Q的場源電荷置于O點,B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點,A、B、O在同一豎直線上,AB=R,O、C在同一水平線上,F(xiàn)在有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始下滑,滑至C點時的速度的大小為,下列說法正確的是

①從A到C小球做勻加速直線運(yùn)動     

②從A到C小球的機(jī)械能守恒

③A、C兩點間的電勢差為-      

④若從A點自由釋放,則下落到B點時的速度大小為

 

 

 

A.①③     B.③④     C.②③      D.①④

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一帶電量為+Q的場源電荷置于O點,B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點,A、B、O在同一豎直線上,AB=R,O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始下滑,滑至C點時的速度的大小為
5gR
,下列說法正確的是( 。
A.從A到C小球做勻加速直線運(yùn)動
B.從A到C小球的機(jī)械能守恒
C.A、C兩點間的電勢差為-
mgR
2q
D.若從A點沿ABO自由釋放,則下落到B點時的速度大小為
3Rg
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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年內(nèi)蒙古赤峰二中高一(下)期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一帶電量為+Q的場源電荷置于O點,B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點,A、B、O在同一豎直線上,AB=R,O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m,電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點由靜止開始下滑,滑至C點時的速度的大小為,下列說法正確的是( )

A.從A到C小球做勻加速直線運(yùn)動
B.從A到C小球的機(jī)械能守恒
C.A、C兩點間的電勢差為-
D.若從A點沿ABO自由釋放,則下落到B點時的速度大小為

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