Question

如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场（边界上有电场），电场强度为E=mg/q，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H=R处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的受力及运动情况，下列说法正确的是（ ）

A.小球到达C点时对轨道压力为3 mg

B.小球在AC部分运动时，加速度不变

C.适当增大E，小球到达C点的速度可能为零

D.若E=2mg/q，要使小球沿轨道运动到C，则应将H至少调整为3R/2

 

Answer 1

D

【解析】

试题分析：从O到A过程中小球做自由落体运动，到达A点时的速度，由于E q =mg，因此从A到C过程中，小球做匀速圆周运动，到达C点时支持力，A错误；从A到C的过程中，做匀速圆周运动，合力指向圆心，因此加速度方向时刻改变，B错误，当Eqmg时，小球从A向C做减速运动，当速度减小到足够小时，小球就会脱离圆周，因此小球到达C点的速度不可能为零，C错误；若E=2mg/q，要使小球沿轨道运动到C，在C点的最小速度为V，则：，可得，则从O到C的过程中，根据动能定理：可求得，，因此H至少调整为3R/2才能到过C点，D正确。

考点：圆周运动向心力，动能定理，牛顿第三定律