Question

【题目】如图所示，匀强电场的场强方向与竖直方向成α角，一带电荷量为q，质量为m的小球，用绝缘细线固定在竖直墙上，小球恰好静止在水平位置，重力加速度为g.则( )

A. 小球带正电

B. 匀强电场场强的大小为

C. 若某时刻t＝0将细线突然剪断，在之后的T时间内电场力对小球做功为mg2T2tan2α

D. 将细线剪断后，小球运动过程中机械能守恒

Answer 1

【答案】C

【解析】

根据小球的受力情况和平衡条件，分析其电性。由受力平衡列方程求出场强大小。剪断线后小球受力恒定，将做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律求加速度，由位移公式求得发生的位移，根据功的定义求得电场力的功，进而判断机械能是否守恒。

根据受力分析如图

则知小球带负电。根据平衡条件得 mg=Eqcosα得故A B错误；将细线突然剪断，小球将做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得： ；T时间内发生的位移x=aT2=gT2tanα，则电场力对小球做功W=qExsinα=mg2T2tan2α，故C正确；由上面的分析知电场力做功，所以小球运动过程中机械能不守恒，故D错误；故选C。