Question

【题目】一水平光滑绝缘细直长杆固定于静电场中，沿细杆建立坐标轴x，以处的O点为电势零点，如图a所示。细杆各处电场方向沿x轴正方向，其电场强度E随x的分布，如图b所示。细杆上套有质量为、电荷量为的带电小环（可视为质点）。带电小环受沿x轴正向的恒力F的作用，从O点由静止开始运动，带电小环在处的加速度为2m/s2。在小环的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A.带电小环受的恒力F为2.0N

B.带电小环运动区间内的电势最低值为-3.0×106V

C.带电小环在处动能为0.8J

D.带电小环在时，其电势能与动能之比为

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．由题意可知，当

时

则此时小环所受电场力为

由牛顿第二定律可得

所以A错误；

B．由题意可知，小环向x轴正方向运动时，电场力做负功，当从O点由静止开始运动到某处时，合力做功为零时，此处的电势是最低的，则由图象可得

则，由合力做功为零，即

电场力做功为

解得

此处的电势最低，则为

所以B正确；

C．当

时，由图可知，此处的电场强度为

由O点到此处，由动能定理得

则此处的动能为

所以C错误；

D．当

时，由图可知，此处的电场强度为

由O点到此处，由动能定理得

则此处的动能为

此处的电势能为

则电势能与动能之比为

所以D正确。

故选BD。