Question

【题目】如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方的A点由静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程中的加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零，竖直向下为正方向，无限远电势为零)(　　)

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】D

【解析】A、圆环中心的场强为零，无穷远处场强也为零，则小球从A点到圆环中心的过程中，场强可能先增大后减小，则小球所受的电场力先增大后减小，方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，重力不变，则加速度可能先减小后增大；小球穿过圆环后，小球所受的电场力竖直向下，加速度方向向下，为正值，根据对称性可知，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，故A正确；

B、小球从A点到点的过程中，重力势能，重力势能与高度是线性变化的，故B正确；

C、小球从A点到圆环中心的过程中，电场力做负功，机械能减小，小球穿过圆环后，电场力做正功，机械能增大，故C正确；

D、由于圆环所产生的是非匀强电场，小球下落的过程中，电场力做功与下落的高度之间是非线性关系，电势能变化与下落高度之间也是非线性关系，故D错误。