问题
多选题
如图中的实线圆周表示一固定于光滑绝缘水平桌面上、直径为d的光滑绝缘轨道,轨道平面水平,A、B、C为轨道上三个点,构成一等腰三角形,AC为直径,O为轨道圆心,该装置所在空间存在一沿水平方向的匀强电场,已知A、O、B三点的电势ϕA>ϕO>ϕB,且电势差UAO=UOB=U0,一带电量为+q的小球获得一初速度后恰好能沿轨道内侧做完整的圆周运动,下列判断正确的是( )
A.小球在C点动能最大
B.小球在B、C两点动能相等
C.小球的最小动能为
qU02 2
D.小球在图示位置时对轨道的压力最大
答案
A、匀强电场中沿着任意方向移动相同距离,电势降落相同;UAO=UOB=U0,故AB中点与O点在一个等势面上,电场强度方向平行AB且从A指向B;故在轨道上BC中点时,电势能最小,动能最大,故A错误;
B、匀强电场的等势面是一组平行且等间距的直线,而AB中点与O点在一个等势面上,故BC在同一等势面上,故小球在B、C两点动能相等,故B正确;
C、小球恰好能沿轨道内侧做完整的圆周运动,此时电场力提供向心力,故qE=m
;v2 R
其中E=
=2U0
R2
;
U02 R
联立解得
mv2=1 2
qU0,故C正确;2 2
D、电场力平行AB且从A指向B,故图示位置不是等效最低点,弹力不是最大,故D错误;
故选BC.