Question

如图所示为一质量为m，带电量为+q的小球用长为L的细线拴接，另一端固定在O点，整个装置处在水平向右的匀强电场中．现将小球拉至与O等高的水平位置A点，将小球由静止释放，小球恰能摆到与竖直方向成θ角的位置，如图所示，则由此可以判定（ ）
A．小球在下摆过程中机械能守恒
B．小球在经过最低点时速度最大
C．匀强电场的电场强度E=mg
D．小球在向左摆动过程中机械能减少

Answer

根据机械能守恒条件物体只有重力做功判断物体机械能是否守恒．
小球在运动过程中只有电场力和重力做功，根据电场力和重力的合力做功的情况判断小球的动能变化，从而判断小球的速度变化．
根据动能定理研究带电小球从A点到由静止释放摆到与竖直方向成θ角的位置求出电场强度．
【解析】
A、小球在运动过程中除了重力做功还有电场力，所以小球机械能不守恒．故A错误．
B、小球在运动过程中受重力、电场力和拉力．
重力和电场力的合力方向斜向下，小球在运动过程中速度方向从竖直向下不停地改变到水平方向，到斜向上．
小球在运动过程中只有电场力和重力做功，所以小球所受合力先做正功再做负功，而从正功到负功发生转折的位置在重力和电场力的合力方向与小球速度方向垂直的位置，
根据动能定理这个位置动能最大，速度也最大．故B错误．
C、根据动能定理研究带电小球从A点到由静止释放摆到与竖直方向成θ角的位置
mgcosθ-Eq（L+Lsinθ）=0-0=0
E=，故C错误．
D、小球在向左摆动过程中，电场力一直做负功，所以小球的电势能一直增加，
根据能量守恒得小球的机械能一直减小，故D正确．
故选D．