如圖所示,在固定的帶電小球A的正上方有一豎直的絕緣光滑細桿,細桿上套一個帶電的小環(huán),其內(nèi)徑略大于細桿的直徑。小環(huán)在B處時有向下的加速度,若小球從B處開始以一定的初速下落,到C處速度恰好為零(在運動過程中,A、B電量不變)。則下列說法正確的是
A.小球和小環(huán)一定帶異種電荷
B.小環(huán)在C點時加速度一定最大
C.小環(huán)在C點時電勢能一定最小
D.小環(huán)在B、C連線中點時速度一定最大
B
【解析】
試題分析:因小環(huán)在B處時有向下的加速度,到C處速度恰好為零,所以小環(huán)在下落過程中受豎直向下的重力和豎直向上的庫侖力,小球和小環(huán)帶同種電荷,故A錯誤;庫侖力的方向與運動方向相反,對小環(huán)一直做負功,由功能關(guān)系知,小環(huán)具有的電勢能一直增加,所以小環(huán)在C點時電勢能最大,故C錯誤;根據(jù)庫侖定律,小環(huán)在下落過程中庫侖力逐漸增大,小環(huán)先做加速度減小的加速運動后做加速度增大的減速運動,當合力為零,即加速度為零時速度最大,此位置距A球的距離不變,當初速度較大時速度最大位置在B、C連線中點的上方,當初速度較小時速度最大位置在B、C連線中點的下方,也可能在B、C連線的中點,故D錯誤;設(shè)小環(huán)距A的距離為r由庫侖定律得:,作出圖象如圖所示,設(shè)小環(huán)在關(guān)于合力為零的位置對稱的上下兩點時所受的合力分別為、,由圖可知,,所以假設(shè)在合力為零的位置上方某位置由靜止釋放小環(huán),加速時間一定大于減速時間,作出圖象如圖所示,在圖象中圖線的斜率表示小環(huán)的加速度,由圖可知,小環(huán)在C點時加速度一定最大,故B正確.所以選B.
??????
考點:牛頓運動定律、功能關(guān)系的理解和應(yīng)用、電場力做功、庫侖定律.
科目:高中物理 來源: 題型:
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A、小球和小環(huán)一定帶異種電荷 | B、小環(huán)在C點時加速度一定最大 | C、小環(huán)在C點時電勢能一定最小 | D、小環(huán)在B、C連線中點時速度一定最大 |
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