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如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电...

manfen5.com 满分网如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零.以下说法正确的是( )
A.小球重力与电场力的关系是mg=manfen5.com 满分网Eq
B.小球重力与电场力的关系是Eq=manfen5.com 满分网mg
C.球在B点时,细线拉力为T=manfen5.com 满分网mg
D.球在B点时,细线拉力为T=2Eq
类比单摆,小球从A点静止释放,运动到B点速度为0,说明弧AB的中点是运动的最低点,对小球进行受力分析,小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零,再根据几何关系可以求出Eq,球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析,再根据几何关系即可解题. 【解析】 (1)类比单摆,根据对称性可知,小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,化简可知Eq=mg,选项A错误、B正确; (2)小球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:T=qEcos60°+mgsin60°,故细线拉力T=mg,选项C正确、D错误. 故选BC.
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考点分析:
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③带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdcosθ;
④若带电小球由B向A做匀速直线运动,则F必须反向.
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A.只有②③
B.只有①④
C.只有②④
D.只有①③
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