Question

【題目】在光滑水平面上充滿水平向右的勻強電場，被拉直的絕緣輕繩一端固定在O點，另一端系著帶正電的小球，輕繩與水平面平行，OB與電場線平行。若小球從A點由靜止釋放后，沿水平面擺動到B點，不計空氣阻力，則關于此過程，下列判斷正確的是

A. 小球的動能先變小后變大

B. 小球的切向加速度一直變大

C. 小球受到的拉力先變大后變小

D. 小球受到的電場力做功的功率先增大后減小

Answer 1

【答案】D

【解析】小球從A點擺動到B點的過程中，只有電場力做功且一直做正功，根據動能定理知小球的動能Ek一直增大，故A錯誤；小球從A點擺動到B點的過程中輕繩與OB的夾角設為θ，根據牛頓第二定律：則小球的切向加速度為：，可知加速度隨著θ的減小而減小，故B錯誤；根據牛頓第二定律和向心力公式有：，可得小球受到的拉力大小為：，cos θ、Ek均隨著θ的減小而增大，可見F一直增大，故C錯誤；在A點時小球的速率為零，電場力做功的瞬時功率為零，過B點時小球的速度方向與電場力垂直，電場力做功的瞬時功率也為零，可見小球受到的電場力做功的功率先增大后減小，故D正確。所以D正確，ABC錯誤。