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一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c...

一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由此可知( )
①.小球所受重力与电场力大小相等
②.小球在b点时的机械能最小
③.小球在d点时的电势能最大
④.小球在c点时的动能最大.
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A.①②
B.②③
C.②④
D.①③
由题,小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由动能定理可求出重力与电场力的关系,并且可知小球带负电,电场力做负功.分别分析小球从a到b、d、c时,电场力做功情况,可判断机械能、电势能的大小,由重力和电场力做的总功情况可分析动能的大小. 【解析】 ①小球a→b→c→d的过程中,由动能定理得:mgR-FR=0,得,电场力F=mg,并可知,小球带负电.故①正确. ②小球从a→b→c→d的过程中,a→b过程中,电场力做正功,而且最大,则小球b点的机械能最大.故②错误. ③a→d过程中,电场力做负功,而且最大,则小球d点的电势能最大.故③正确. ④小球从a→c过程中,到达bc中点时,电场力和重力的合力所做的总功最大,所以小球到达bc中点时动能都最大.故④错误. 故选D
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考点分析:
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B.乙图中球对斜面的压力最大
C.丙图中球对斜面的压力最大
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