Question

15．如圖所示，水平固定的小圓盤(pán)A帶電荷量為Q，電勢(shì)為零，從盤(pán)心O釋放一質(zhì)量為m，帶電荷量為+q的小球，由于電場(chǎng)的作用，小球豎直上升的高度可達(dá)盤(pán)中心豎直線(xiàn)上的C點(diǎn)，OC=h，又知道豎直線(xiàn)上B點(diǎn)時(shí)小球速度最大，由此可確定Q所形成的電場(chǎng)的哪些物理量（　　）

• A． B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
• B． C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
• C． B點(diǎn)的電勢(shì)
• D． C點(diǎn)的電勢(shì)

Answer 1

分析 小球受兩個(gè)力，重力和電場(chǎng)力，0到b，電場(chǎng)力大于重力，小球向上先做加速運(yùn)動(dòng)；到b點(diǎn)，電場(chǎng)力等于重力，速度達(dá)到最大；b到c，小球向上做減速運(yùn)功，到c點(diǎn)速度為零．根據(jù)在b點(diǎn)電場(chǎng)力等于重力求出b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)動(dòng)能定理，求出c點(diǎn)的電勢(shì)能，從而求出c點(diǎn)的電勢(shì)．

解答 解：A、在B點(diǎn)，小球速度最大，所以電場(chǎng)力等于重力，qE_b=mg，E_b=$\frac{mg}{q}$．故A正確；
B、小球在c的速度為0，但不能判斷出c點(diǎn)的受力，或c點(diǎn)的加速度，所以不能判斷出c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度．故B錯(cuò)誤；
C、D、O到c，根據(jù)動(dòng)能定理得，W_電-mgh=0，電場(chǎng)力做正功，W_電=mgh，電勢(shì)能減小mgh，O點(diǎn)電勢(shì)能為0，所以c點(diǎn)電勢(shì)能為-mgh，c點(diǎn)的電勢(shì)為$\frac{-mgh}{q}$．題目?jī)H僅知道b點(diǎn)的速度最大，但不能具體確定b點(diǎn)的電勢(shì)能．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道小球的運(yùn)動(dòng)情況，在什么情況下，速度最大．會(huì)利用動(dòng)能定理求電場(chǎng)力做功，從而求電勢(shì)能，求電勢(shì)．