Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球用長為l的細(xì)繩懸掛在天花板上。當(dāng)在整個(gè)空間加上水平向左的勻強(qiáng)電場時(shí)，小球恰能處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ（已知）。在時(shí)刻突然將電場方向改為豎直向下，小球?qū)⒉辉俦３朱o止?fàn)顟B(tài)。已知小球可視為質(zhì)點(diǎn)，細(xì)繩不可伸長，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則下面說法正確的是（　�。�

A.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為

B.電場方向改變后瞬間小球的加速度為1. 05g

C.時(shí)刻小球的電勢能最小

D.在時(shí)刻小球處于初始位置

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球恰能處于靜止時(shí)對小球進(jìn)行受力分析如圖

根據(jù)水平和豎直方向平衡有

聯(lián)立得電場強(qiáng)度

故A錯(cuò)誤；

B．突然將電場方向改為豎直向下時(shí)，對小球進(jìn)行受力分析如圖

可知沿繩方向平衡有

垂直于繩方向根據(jù)牛頓第二定律有

又知電場強(qiáng)度

聯(lián)立解得瞬時(shí)加速度

故B錯(cuò)誤；

C．電場方向改變后，將重力場和電場的復(fù)合場等效為一個(gè)新的重力場有

又

聯(lián)立得

則單擺的周期

可知

時(shí)刻小球處于最低點(diǎn)，電勢能最小，但是

時(shí)小球并非處于最低點(diǎn)，電勢能不是最小，故C錯(cuò)誤；

D．在

時(shí)刻小球處于初始位置,故D正確。

故選D。