如图所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，一长为L的绝缘轻质细硬杆一端固定在O点、另一端固定一个质量为m、电荷量为+q的小球P，杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动，电场的电场强度

问题描述：

如图所示，整个空间存在水平向左的匀强电场，一长为L的绝缘轻质细硬杆一端固定在O点、另一端固定一个质量为m、电荷量为+q的小球P，杆可绕O点在竖直平面内无摩擦转动，电场的电场强度大小为E=

3 mg

3q

．先把杆拉成水平，然后将杆无初速释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）

A. 小球到最低点时速度最大

B. 小球从开始至最低点过程中动能一直增大

C. 小球对杆的最大拉力大小为

8 3

3

mg

D. 小球可绕O点做完整的圆周运动

---

最佳答案：

A、在小球运动的过程中只有重力和电场力做功，电场力与重力的合力大小为 F=

(mg)2+(qE)2

=

2 3 mg

3

，
合力与水平方向的夹角 tanα=

mg

qE

=

3

，α=60°
所以小球从开始运动到最低点左侧杆与水平方向的夹角为60°的过程中，F一直做正功，此后F做负功，动能先增大后减小，所以在最低点左侧杆与水平方向的夹角为60°时动能最大．故A、B错误．
C、设小球的最大速度为v．根据动能定理得：
? mgLsin60°+qEL（1+cos60°）=

1

2

mv2，
设最大拉力为T，则T-F=m

v2

L

，
解得最大拉力T=

8 3 mg

3

，故C正确．
D、设动能最大的位置为P，其关于O的对称点为Q，设小球能通过Q点，且通过Q点的速度为v＇，根据动能定理得：
-mgL+qE（1-cos60°）=

1

2

mv＇2，
将qE=

3 mg

3

代入上式得

1

2

mv＇2<0，不可能，说明小球不能通过Q点，即不能做完整的圆周运动，故D错误．
故选：C．

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