Question

如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带负电的小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做圆周运动，最高点为a，最低点为b．若小球在运动过程中电量保持不变，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点的电势能最小
B．重力比电场力大
C．小球在a点的速度最小
D．小球在运动过程中机械能守恒

Answer

小球的重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动，重力与电场力不等将做变速圆周运动．
根据电场力做功量度电势能的变化．
根据合力做功判断动能的变化．
【解析】
A、小球带负电，电场力向上，a到b的过程中，电场力做负功，电势能增大，所以在a点的电势能最小，故A正确．
B、小球的重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动，重力与电场力不等将做变速圆周运动，所以重力与电场力大小关系不确定，故B错误．
C、a到b的过程中，电场力做负功，重力做正功，由于重力与电场力大小关系不确定，所以合力做的是正功还是负功不确定，所以小球在a点的速度可能最大，也可能最小．故C错误．
D、除了重力做功之外，还有电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒，故D错误．
故选A．