Question

【题目】如图所示，一绝缘细线Oa下端系一轻质带正电的小球a（重力不计），地面上固定一光滑的绝缘1/4圆弧管道AB，圆心与a球位置重合，一质量为m、带负电的小球b从A点由静止释放，小球a由于受到绝缘细线的拉力而静止，其中细线O'a水平，Oa细线与竖直方向的夹角为θ，当小球b沿圆弧管道运动到a球正下方B点时对管道壁恰好无压力，在此过程中（a、b两球均可视为点电荷）（　　）

A.b球所受的库仑力大小为3mg

B.b球的机械能逐渐减小

C.细线Oa的拉力一直增大

D.b球电势能逐渐增大

Answer 1

【答案】AC

【解析】

AB．小球b在运动过程中受重力、库仑力以及弹力作用，由于库仑力和弹力不做功，只有重力做功，则可知，小球机械能守恒，由机械能守恒定律可知，

而在最低点时恰好无压力，则有：

，

联立解得：

F库=3mg

故A正确，B错误；

C．对球a分析可知，球a受两绳子的拉力以及库仑力的作用而处于平衡，由图可知，随着小球b的下落，库仑力与水平方向上的夹角越来越大，由于两绳子拉力的方向不变，而两力的合力始终等于库仑力，大小保持不变；球在A点时，此时Oa没有拉力，水平细线的拉力等于库仑力；整过程中库仑力大小不变，过a点以库仑力大小为半径作圆弧，则平行四边形的另一顶点在圆弧上，图中1、2、3分别对应夹角增大过程中的平行四边形图；则由图可知，水平细线上的拉力先增大后减小；而Oa绳的拉力一直增大。故C正确。

D．b球所受的电场力不做功，则电势能保持不变，选项D错误。