Question

【题目】如图所示，在竖直平面内固定个半径为R的绝缘圆环，有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上，其中小球A可沿圆环无摩擦的滑动，小球B固定在圆环上和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°.现将小球A由静止释放，则下列说法中正确的有(　　)

A.小球A运动到圆环最低点Q的过程中电势能先增大后减小

B.小球A速度最大处位于Q点的左端

C.小球A恰好可以运动到P点

D.小球到达圆环最低点Q时的速度大小为

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．小球A、B均带负电，则根据点电荷的特点可知，B固定，当A、B距离缩短时，电场力做负功，电势能增大，反之减小，由图可知，小球A运动到圆环最低点Q点的过程中，与B电荷的距离先增大后减小，则电势能先减小后增大，故A错误；

B．延长BO交圆周与C点，作图如下

小球在下降过程中，当小球A、B距离增大时，即AC段，电场力做正功，重力做正功，速度增大，CQ段，小球A、B距离减小，电场力做负功，重力做正功，PQ段，小球A、B距离减小，电场力做负功，重力做负功，小球速度减小，则可知小球速度最大处不位于Q左边，故B错误；

C．小球在A、P两点相比，重力势能相同，但P点与B球距离更小，则A到P过程电场力做负功，电势能增大，则需要有外力做功才能到达P点，故C错误；

D．由图几何关系可知，A、Q两点与B小球距离相同，则电势能相等，则A到Q过程中动能增加量等于重力势能减少量，可得

解得

故D正确。

故选D。