问题 多选题

如图所示,在重力加速度为g的空间,有一带电量为+Q的场源电荷置于O点,B、C为以O为圆心,半径为R的竖直圆周上的两点,A、B、O在同一竖直线上,AB=R,O、C在同一水平线上.现在有一质量为m,电荷量为-q的有孔小球,沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始下滑,滑至C点时的速度的大小为

5gR
,下列说法正确的是(  )

A.从A到C小球做匀加速直线运动

B.从A到C小球的机械能守恒

C.A、C两点间的电势差为-

mgR
2q

D.若从A点沿ABO自由释放,则下落到B点时的速度大小为

3Rg

答案

A、小球从A到C的过程中,受到重力、库仑力和细杆的支持力三个力的作用,库仑力是变化的,所以库仑力在细杆的方向上的分量也是变化的,沿细杆的方向上合外力不恒定.选项A错误.

B、小球从A到C的过程中,除了重力做功外,还有库仑力做功,所以此过程机械能不守恒.选项B错误.

C、小球从A到C的过程中,重力和库仑力都做功,由动能定理有-qu+2mgR=

1
2
m(
5gR
2
,解得U=-
mgR
2q
.选项C正确.

D、B和C在同一个等势面上,BC两点的电势相等.小球由A到B的过程中,重力和电场力做功.由动能定理有:

mgh-qu=

1
2
v2,由C选项可知u= -
mgR
2q
,代入上式得:v=
3gR
,选项D正确.

故答案为CD

判断题
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