Question

12．如圖所示，兩個(gè)相隔一定距離的同軸放置的分別帶有等量異種電荷的相同固定細(xì)導(dǎo)體圓環(huán)，O₁、O₂分別為兩環(huán)的圓心，一個(gè)質(zhì)子從很遠(yuǎn)處沿軸線(xiàn)向左運(yùn)動(dòng)并先后穿過(guò)兩環(huán)．則在質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（　�。�

• A． 在O₁和O₂處質(zhì)子的加速度大小相等且方向相反
• B． 在O₁和O₂連線(xiàn)的中點(diǎn)，質(zhì)子的動(dòng)能最小
• C． 從O₁到O₂，質(zhì)子的電勢(shì)能一直增加
• D． 軸線(xiàn)上O₁點(diǎn)右側(cè)、O₂點(diǎn)左側(cè)都存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零的點(diǎn)，且這兩點(diǎn)關(guān)于O₁、O₂連線(xiàn)的中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)

Answer 1

分析 在O₁點(diǎn)時(shí)，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對(duì)稱(chēng)，所以其在O₁產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，而-Q各點(diǎn)在O₁產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)水平向左，故質(zhì)子在O₁點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向左；要看電勢(shì)能如何變化就看電場(chǎng)力如何做功；如果合外力做正功，動(dòng)能增大，合外力做負(fù)功，動(dòng)能減��；根據(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場(chǎng)強(qiáng)大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)但場(chǎng)強(qiáng)卻不會(huì)為0．

解答 解：A、在O₁點(diǎn)時(shí)，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對(duì)稱(chēng)，所以其在O₁產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，而-Q各點(diǎn)在O₁產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)水平向左，故質(zhì)子在O₁點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向左，故加速度的方向水平向左；同理在O₂處質(zhì)子的加速度也向左；結(jié)合對(duì)稱(chēng)性，在O₁和O₂處質(zhì)子的加速度大小也相等，故A錯(cuò)誤；
BC、在質(zhì)子從O₁向O₂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中+Q對(duì)質(zhì)子的電場(chǎng)力向左，-Q對(duì)質(zhì)子的作用力方向也向左，故電場(chǎng)力對(duì)質(zhì)子始終做正功，故質(zhì)子的電勢(shì)能一直減小，動(dòng)能一直增加，故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場(chǎng)強(qiáng)大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)但場(chǎng)強(qiáng)卻不會(huì)為0，故合場(chǎng)強(qiáng)為0的位置應(yīng)該在O₁的右側(cè)，同理O₂的左側(cè)也有場(chǎng)強(qiáng)為0的位置，而O₁和O₂之間場(chǎng)強(qiáng)始終大于0，由于兩個(gè)電荷的電荷量相同，故電場(chǎng)關(guān)于O₁、O₂的連線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電場(chǎng)的合成，解決這類(lèi)題目的技巧是詳實(shí)的分析，仔細(xì)的計(jì)算，每個(gè)位置都不能漏過(guò)．場(chǎng)強(qiáng)是矢量，其運(yùn)算利用平行四邊形定則．