如图所示,细线拴一带负电的小球,球处在竖直向下的匀强电场中,使小球在竖直平面内做圆周运动,则(  

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如图所示,绝缘细线拴住一带负电的小球,在方向竖直向下的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动.则正确的说~

A、B、C、小球在电场中受到重力和向上的电场力;当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变;当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;故A错误,B错误;C错误;D、当小球由最低点到最高点的过程中,电场力做正功最大,电势能减小最大,故机械能增加最大,故小球在a点机械能最大,故D正确;故选:D.

D 本题考查等效重力场的问题,把电场力和重力进行合成,如果两个力的合力方向向上,则小球经过a点时绳子的拉力最大,A错;沿着电场力的方向电势降低,所以在a点电势最高,对于负电荷电势越高电势能越小,B错;同理由于不知道重力与电场力的合力方向,所以C错;判断机械能的变化是判断除了重力做功以外其他力做功,小球在b点克服电场力做功最多,所以小球的机械能最小,D对;点评:等效重力场的问题在高考中也较为常见,由于重力和电场力均为恒力,首先把这两个力进行合成,再类比竖直面内的圆周运动进行判断


A、小球受到的电场力方向竖直向上,当电场力与重力大小相等时,小球做匀速圆周运动.故A正确.
B、C若电场力大于重力,小球在最高点速度最大,绳的张力最大;若电场力小于重力,小球在最低点速度最大,绳的张力最大;若电场力与重力大小相等时,小球做匀速圆周运动,绳的张力大小处处相等.所以小球运动到最高点时绳的张力不一定最小,小球运动到最低点时,球的线速度不一定最大.故BC均错误.
D、小球从最高点运动到最低点的过程中,电场力做负功,小球的电势能增大,所以小球运动到最低点时,电势能一定最大.故D正确.
故选AD


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