Question

如图所示，在水平方向的匀强电场中，绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动，小球所受电场力大小等于重力大小．则（ ）
A．小球在竖直轨道的最低点c处重力势能最小
B．小球在竖直轨道的最高点a处动能最小
C．小球在竖直轨道的水平直径右端点b处机械能最大
D．小球在竖直轨道的水平直径左端点d处总能量最大

Answer

掌握重力做功与重力势能变化的关系，掌握合外力做功与动能变化的关系，除重力和弹力外其它力做功与机械能变化的关系．
【解析】
由题意知，小球受电场力和重力大小相等，方向水平向右，则小球所受电场力和重力的合力如图所示

合力与水平方向成45°角偏右下方．
A、根据重力势能的表达式Ep=mgh知重力势能的大小与mgh有关，在图中C点位置最低故重力势能最小，故A正确；
B、如图小球所受合力方向可知，小球从a到向e点运动时，合力对小球做负功，小球动能将减小，故a点不是小球动能最小的点（最小的点在e点），故B错误；
C、小球在运动过程中能量守恒，小球能量E=EP电+EP重，根据能量守恒小球机械能最大时则其电势能最小，因为电场强度水平向右，故在b点时小球电场势能最小，则其机械能最大，故C正确；
D、小球在d处时电势能最大，机械能最小在小球运动过程中小球的总能量保持不变，故D错误．
故选AC