B. 电场中A点的电势为
C. 小球运动到B点时的动能为2mgR
D. 小球运动到C点时,其动能与电势能的和为1.3mgR
【答案】D
【解析】
【分析】
图中过O点的虚线是一条等势线,一直延伸到无穷远,O点的电势为零。小球从A运动到最低点的过程,由动能定理求出AO两点间的电势差,从而得到A点的电势。由对称性求B点的电势。小球从最低点到B的过程,由能量守恒定律求小球运动到B点时的动能,并求得总能量。
【详解】取无穷远处电势为0,则最低点处电势为0.小球从A点运动到最低点过程中,由动能定理可得:mgR+qUAO=mv2;解得 ;而UAO=φA-0;解得:φA=,故A错误;由对称性可知:UAO=UOB,即为:φA-0=0-φB;故有:φB=−,故A错误;小球从A点运动到B点过程中,由动能定理得:Ek=qUAB=mgR,故C错误;小球在最低点处的动能和电势能的总和为:E1=mv2+0=mgR;由最低点运动到C点过程,动能、电势能、重力势能的总量守恒,而重力势能增加量为:△Ep=mgR(1-cos37°)=0.2mgR;故动能、电势能的综合减少了0.2mgR,所以小球在C点的动能和电势能的总和为:E2=E1-0.2mgR=1.3mgR,故D正确;故选D。
【点睛】解决本题的关键是要知道等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线,其电势与无穷远处相同。在知道运用动能定理是求电势差常用的方法。
5. 在图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变小
C. 电流表A2的示数变小
D. 电流表A的示数变大