Question

20．如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在N点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零，则小球a（　　）

• A． 从N到Q的过程中，重力和库仑力的合力先增大后减小
• B． 从N到Q的过程中，速率一直增大
• C． 从N到Q的过程中，电势能一直增加
• D． 从P到Q的过程中，动能减少量等于电势能增加量

Answer 1

分析 分析库仑力及重力的合力，根据功的公式明确合力做功情况；再根据重力做功和电场力做功的特点与势能的关系分析电势能的变化．

解答 解：A、a由N到Q的过程中，重力竖直向下，而库仑力一直沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角一直减小，库仑力在增大，故由平行四边形定则可知它们的合力一直在增大；故A错误；
B、在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角，合力做正功；而后一过程中合力与运动方向夹角为钝角，合力做负功；故从N到P的过程中，速率先增大后减小；故B错误；
C、由于在下降过程中，库仑力一直与运动方向夹角大于90度，故库仑力一直做负功，电势能一直增加；故C正确；
D、从P到Q的过程中，由动能定理可知，-mgh-W_E=0-$\frac{1}{2}$mv²；故动能的减少量等于重力势能增加量和电势能的增加量之和；故D错误；
故选：C

点评 本题考查功能关系，要注意明确电场力和重力具有相同的性质，即重力做功量度重力势能的改变量；而电场力做功量度电势能的改变量．