Question

如图所示，在匀强电场中，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，然后由静止释放，小球沿圆弧运动到细线与水平成的位置B时速度恰好为零（小球在运动过程电量不变）。以下说法正确的是

A．小球在A点的电势能大于在B点的电势能

B．小球在B点时，其加速度大小为零

C．小球在AB弧线中点时，小球的加速度大小为零

D．小球在AB弧线中点时，所受电场力大于重力

Answer

D

【解析】

试题分析：对小球受力分析，小球受有竖直向下的重力、水平向右的电场力和细线对它的拉力，其中拉力方向始终与速度方向垂直不做功，重力做正功，根据，又沿电场线的方向电势降落，A点的电势高于B点的电势，则，，所以电场力做负功， 由电场力做功与电势能关系知，小球在A点的电势能小于在B点的电势能，故A错误；在B点，小球静止，受重力、电场力和拉力，由于重力和电场力的合力与细线不共线，故合力不为零，加速度也不为零，故B错误；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，小球的速度最大，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，沿半径方向的合力提供向心力，不为零，根据牛顿第二定律，小球的加速度不为零，故C错误；由于小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零，因此有，解得：，所以小球所受电场力大于重力，故D正确．

考点：本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动、牛顿第二定律、向心力、电场力做功与电势能的关系、电场线和电势等知识点．