Question

如圖所示，用絕緣細(xì)線拴一個(gè)帶負(fù)電的小球，讓它在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，a、b兩點(diǎn)分別是圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，則（　�。�

A．小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)，線中的張力最小

B．小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能最小

C．小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能最小

D．小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能最小

Answer 1

分析：分析小球所受重力與電場(chǎng)力的大小關(guān)系：當(dāng)重力大于電場(chǎng)力時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，線的張力一定最小，到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)，小球的速度最大；當(dāng)重力等于于電場(chǎng)力時(shí)，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)重力小于電場(chǎng)力時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，線的張力一定最大，到達(dá)最低點(diǎn)b時(shí)，小球的速度最��；根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能的高低．根據(jù)除重力以外其它力做功判斷機(jī)械能的大�。�

解答：解：A、當(dāng)電場(chǎng)力大于重力，小球運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)，速度最大，根據(jù)牛頓第二定律知，拉力最大．故A錯(cuò)誤．
B、小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．所以小球過(guò)b點(diǎn)時(shí)，電勢(shì)能最大．故B錯(cuò)誤．
C、從a到b，電勢(shì)能增加，所以a點(diǎn)電勢(shì)能最小．故C正確．
D、從a到b，除重力以外，電場(chǎng)力做負(fù)功，機(jī)械能減小，所以b點(diǎn)機(jī)械能最小．故D正確．
故選CD．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵要討論重力和電場(chǎng)力的大小關(guān)系，從而確定在豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的等效最高點(diǎn)和最低點(diǎn)．以及知道電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加．知道除重力以外其它力做的功等于機(jī)械能的增量．