B.在整个过程中q的电势能先变小后变大
C.在整个过程中q的速度先变大后变小
D.在整个过程中,电场力做功为零
AD [由运动轨迹分析可知q受到库仑斥力的作用,O点的电荷应为正电荷,A对;从a到b的过程q受到逐渐变大的库仑斥力,速度逐渐减小,加速度增大,电势能逐渐增大;而从b到c的过程q受到逐渐变小的库仑斥力,速度逐渐增大,加速度减小,电势能逐渐减小,B、C错;由于a、c两点在同一等势面上,整个过程中,电场力不做功,D对.]
电场力做功与电势差、电势能的综合 如图3所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点.现有一质量为m电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2.求:
图3
(1)小球滑到C点时的速度大小;
(2)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势.
【解析】 (1)因为B、C两点电势相等,故小球从B到C运动的过程中电场力做的总功为零.
由几何关系可得BC的竖直高度hBC=