Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內固定個半徑為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A和B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由靜止釋放，則下列說法中正確的有(　　)

A.小球A運動到圓環(huán)最低點Q的過程中電勢能先增大后減小

B.小球A速度最大處位于Q點的左端

C.小球A恰好可以運動到P點

D.小球到達圓環(huán)最低點Q時的速度大小為

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球A、B均帶負電，則根據(jù)點電荷的特點可知，B固定，當A、B距離縮短時，電場力做負功，電勢能增大，反之減小，由圖可知，小球A運動到圓環(huán)最低點Q點的過程中，與B電荷的距離先增大后減小，則電勢能先減小后增大，故A錯誤；

B．延長BO交圓周與C點，作圖如下

小球在下降過程中，當小球A、B距離增大時，即AC段，電場力做正功，重力做正功，速度增大，CQ段，小球A、B距離減小，電場力做負功，重力做正功，PQ段，小球A、B距離減小，電場力做負功，重力做負功，小球速度減小，則可知小球速度最大處不位于Q左邊，故B錯誤；

C．小球在A、P兩點相比，重力勢能相同，但P點與B球距離更小，則A到P過程電場力做負功，電勢能增大，則需要有外力做功才能到達P點，故C錯誤；

D．由圖幾何關系可知，A、Q兩點與B小球距離相同，則電勢能相等，則A到Q過程中動能增加量等于重力勢能減少量，可得

解得

故D正確。

故選D。