【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定一個半徑為R的絕緣圓環(huán),有兩個可視為點電荷的相同的帶負電的小球AB套在圓環(huán)上,其中小球A可沿圓環(huán)無摩擦的滑動,小球B固定在圓環(huán)上,和圓心O的連線與水平方向的夾角為45°.現(xiàn)將小球A從水平位置的左端由靜止釋放,則下列說法正確的是(  )

A. 小球A恰好可以回到出發(fā)點

B. 小球A從釋放到運動到圓環(huán)最低點Q的過程中電勢能始終保持不變

C. 小球A運動到圓環(huán)最低點Q的過程中,速率不斷變大

D. 小球到達圓環(huán)最低點Q時的速度大小為

【答案】AD

【解析】

分析小球所受的電場力和重力的情況,到達Q點時的電勢能與A點的電勢能相同,由動能定理求解Q點的速度;因在P點的電勢能大于在A點的電勢能,則小球不可能到達P點,在AP間的某點時速度減到零,然后返回,最終可以回到A點;分析小球受的電場力和重力的合力的方向與速度方向的夾角,從而判斷合力做功情況,從而判斷速度的變化。

AD.釋放小球A后,在B的斥力和重力作用下小球A向下運動,由對稱性可知,到達Q點時的電勢能與A點的電勢能相同,由動能定理,解得;小球到達最低點后將繼續(xù)向右上方運動,因在P點的電勢能大于在A點的電勢能,則小球不可能到達P點,在AP間的某點時速度減到零,然后返回,最終可以回到A點,故選項AD正確;

B.小球A從釋放到運動到圓環(huán)最低點Q的過程中,電場力先做正功,后做負功,電勢能先減小后增加,選項B錯誤;

C.小球從A點下滑的開始階段電場力和重力都做正功,則小球的速度增加;當小球到達最低點Q時,受向下的重力和沿BQ方向的電場力作用,兩個力的合力方向與速度夾角大于900,說明在到達Q點以前的某段過程中,電場力和重力的合力就已經(jīng)對小球做負功了,即小球的速度減小,即在從A點運動到圓環(huán)最低點Q的過程中,小球的速率是先變大后減小的,選項C錯誤;

故選AD.

練習冊系列答案
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D. 的數(shù)值減小

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