解析:设OB=x。当速度最小时有:qE=μmg,又E=k,联立得:x=,故A正确。当速度最小时有:qE=μmg,故可得点电荷甲在B点处的场强E=,故B正确;由于电场力做正功,电荷乙的电势能减小,则点电荷乙在A点的电势能大于在B点的电势能,故C错误;点电荷从A运动到B过程中,根据动能定理有:UABq-mgμL=mv2-mv,故AB两点的电势差UAB=(mgμL+mv2-mv) ,故D错误。
3.(2017·江西省新余市高二上学期期末) 如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道下滑,已知小球的质量为m、电荷量为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α(小球的重力大于所受的电场力)
(1) 求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;
(2) 若使小球通过圆轨道顶端的B点,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?
(3) 若小球从斜轨道h=5R处由静止释放,假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。
答案:(1) (2) 2.5R (3) -3EqR
解析:(1) 根据牛顿第二定律:(mg-qE) sinα=ma,
解得:a=;
(2) 若小球刚好通过B点不下落,据牛顿第二定律有:
mg-qE=m ①
小球由A到B,据动能定理:(mg-qE) (h-2R) =mv2-0 ②
①②式联立,得:h=2.5R;
(3) 小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中,由功能关系知,
机械能的变化量为:ΔE机=W电,W电=-3EqR,故ΔE机=-3EqR