如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零,则小球a( )
A. 从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力一定是越来越大
B. 从N到P的过程中,一定会出现小球速度的最大值
C. 从N到Q的过程中,电势能一定是一直增加的
D. 从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零,则小球a( )
A. 从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力一定是越来越大
B. 从N到P的过程中,一定会出现小球速度的最大值
C. 从N到Q的过程中,电势能一定是一直增加的
D. 从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
ABC
【解析】A.当电荷a在N点时,受竖直向下的重力和水平向右的电场力,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q的过程中,电场力和重力之间的夹角一直减小,且电场力逐渐增大,所以重力与电场力的合力一直增大,A正确;
B.在N点,电场力与重力的合力与该点的速度方向之间的夹角是锐角,所以在开始向下运动的过程中,合力做正功,速率增大;在P点时,速度的方向是水平向左的,与合力之间的夹角为钝角,所以在此之前,合力已经开始做负功了,后面有段时间速率减小,从N到P的过程中,速率先增大后减小,所以从N到P的过程中,一定会出现小球速度的最大值,B正确;
C.从N到Q的过程中(N点除外),电场力的方向与速度的方向始终成钝角,电场力做负功,电势能始终增加,C正确;
D.从P到Q的过程中,电场力做负功,重力也做负功,动能的减少量等于电势能和重力势能的增加量之和,即动能减少量大于电势能增加量,D错误。
故选ABC。