Question

如圖，絕緣光滑的圓環(huán)豎直放置在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端，b、d是水平直徑的兩端，質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上，從a點(diǎn)由靜止釋放，沿abc運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)的速度恰好為零。在a→b→c→d的過程中，小球

1. A.
   在b點(diǎn)的向心加速度最大
2. B.
   在b點(diǎn)的機(jī)械能最大
3. C.
   在d點(diǎn)的電勢(shì)能最大
4. D.
   在d點(diǎn)的加速度為零

Answer 1

BC
本題考查電場(chǎng)力做功；功能原理的應(yīng)用；電勢(shì)能；向心加速度與加速度。解答本題關(guān)鍵是根據(jù)電場(chǎng)力做功判斷電勢(shì)能的變化，根據(jù)除重力外的其它力做功判斷機(jī)械能的變化，難點(diǎn)在于運(yùn)用類比的方法確定速度最大的位置。
A、設(shè)小球從a到d過程中，重力做功為，克服電場(chǎng)力做功為，由動(dòng)能定理得，-=0，則有=，小球從a到c過程中，重力做功為2，電場(chǎng)力做功為零，則由動(dòng)能定理得，小球經(jīng)過c點(diǎn)的動(dòng)能=2，小球從a到b過程中，重力做功為，電場(chǎng)力做功為，則由動(dòng)能定理得，小球經(jīng)過b點(diǎn)的動(dòng)能=2，可見，bc中點(diǎn)類似于單擺的平衡位置，小球經(jīng)中點(diǎn)時(shí)速度最大，由知，小球經(jīng)bc中點(diǎn)時(shí)向心加速度最大，故A錯(cuò)誤；
B、小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，電場(chǎng)力做正功最多，根據(jù)功能關(guān)系可知，小球在b點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大，故B正確；
C、小球從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功最多，小球在d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能最大，故C正確；
D、小球到達(dá)d點(diǎn)的速度為零，向心加速度為零，向心力為零，小球還受到豎直向下的重力，加速度方向豎直向下，加速度不為零，故D錯(cuò)誤。
因此選BC