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用轻绳拴着一质量为m、带正电的小球在竖直面内绕O点做圆周运动,竖直面内加有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,如图甲所示,不计一切阻力,小球运动到最高点时的动能Ek与绳中张力F

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用轻绳拴着一质量为m、带正电的小球在竖直面内绕O点做圆周运动,竖直面内加有竖直向下的匀强电场,电场强度为E,如图甲所示,不计一切阻力,小球运动到最高点时的动能Ek与绳中张力F间的关系如图乙所示,当地的重力加速度为g,则(  )
作业帮

A. 小球所带电荷量为

b+mg
E

B. 轻绳的长度为

a
b

C. 小球在最高点时的最小速度为

2a
m

D. 小球在最低点时的最小速度为

5a
m

▼优质解答
答案和解析
A、当F=0时,由mg+Eq=m
v2
L

1
2
mv2=a,解得,q=
b-mg
E
,故A错误;
B、在最高点时,绳对小球的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,
则得:F+mg+Eq=m
v2
L
,即
1
2
mv2
2
L
=F+mg+Eq,
由于EK=
1
2
mv2,故EK=
L
2
F+
L
2
(mg+Eq),由图象可知,图象斜率k=
a
b
=
L
2

即L=
2a
b
,故B错误;
C、当F=0时,重力和电场力提供向心力,此时为最小速度,
1
2
mv2=a,解得v=
2a
m
,故C正确,D错误;
故选:C.