如图所示,一带正电的小球,系于长为l的不可伸长的轻绳一端,绳的另一端固定在O点,它们处在匀强电场中,电场方向水平向右,场强大小为E。已知电场对小球作用力的大小等于小球重力。现先把小球拉到图中P1处,使轻绳拉直,并与电场方向平行,然后由静止释放小球,已知小球在经过最低点的瞬间,因受到绳的拉力作用,其速度的竖直分量突变为零,水平分量没有变化。则小球到达与P1点等高的P2点时,速度的大小为( )
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A.
B.
C.
D.0
B
解析:设小球到达的最低点为A,则从P1→A过程中,有mg和qE两力做功,且mg =qE,到达A点之前瞬间,小球速度分为水平速度vx和竖直速度vy,两速度分别由电场力做功和重力做功而得到。由于绳不可伸长,到达A点后vx=0,vy仍为原值,vy=
。小球从A→P2过程中,由动能定理得:
mv′2-
mvy2=-mgl + qEl,且mg =qE,
解得v′= vy =
,所以B项正确。