Question

如图所示，在竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强E=1.0×104 N/C．半径R=2，0m的光滑绝缘细圆环形轨

如图所示，在竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强E=1.0×104 N/C．半径R=2，0m的光滑绝缘细圆环形轨道竖直放置且固定，有一质量m=0.4kg、电荷量q=+3.0×10-4 C的带孔小球穿过细圆环形轨道静止在位置A，现对小球沿切线方向作用一瞬时速度vA，使小球恰好能在光滑绝缘细圆环形轨道上做圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点．已知BC是圆环形轨道的一条水平直径，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是：（　　）A．在位置A静止时圆环对小球的弹力大小为5NB．瞬时速度vA的大小为55m/sC．瞬时速度vA的大小为10m/sD．小球通过B点时的机械能最小

Answer 1

A、小球在A点受力平衡，根据共点力平衡得，弹力N=

(mg)2+(qE)2

＝

16+9

N＝5N．故A正确．
B、设电场力和重力的合力方向与竖直方向的夹角为θ，则tanθ＝

qE

mg

＝

3

4

，即θ=37°．在等效最高点，最小速度为零，根据动能定理得，?F?2R＝0?

1

2

mvA2，
代入数据解得v_A=10m/s．故B错误，C正确．
D、从A到B的过程中，电场力所做的负功最多，则机械能损失最多，可知小球通过B点时的机械能最小．故D正确．
故选：ACD．