Question

如图所示,一质量为、带电荷量为的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场区域足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60°角。线长为L,细线不可伸长。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度为.现将电场反向,则下列说法正确的是

A. 小球带负电,电场强度

B. 电场反向后,小球即做圆周运动,在最低点的速度最大

C. 电场反向后,小球先做匀加速直线运动,然后做圆周运动,最大速度

D. 电场反向后，小球将作往复运动，能够回到初始位置

Answer

AC

【解析】

根据平衡条件分析小球所受电场力的方向，进而判断小球的电性，由平衡条件求解场强E的大小。

A项：由平衡条件知小球受的电场力水平向左，而场强方向向右，故小球带负电，根据平衡条件得：

Tsin60°=mg

Tcos60°=qE

得：qE=mgtan60°，所以，故A正确；

B项：电场反向后，小球受向右的电场力大小为，绳子松弛不再有拉力，则小球沿电场力与重力合力的方向做匀加速直线运动，当小球运动到最低点时绳子恰被拉直，拉直时由于重力做功获得的竖直分速度变为0，保留水平方向分速度做圆周运动，当绳子方向与重力与电场力合力方向在一条直线上时，小球有最大速度，即当绳子到达右侧与竖直方向夹角为60°时速度最大，根据动能定理：

解得：，故C正确，B错误；

D项：由于绳子被拉直时小球的动能有所损失，所以小球无法回到初始位置，故D错误。

故应选AC。