题目内容
【题目】如图所示,带有等量异种电荷的两个相同金属圆环相距一段距离固定放置,两环平面垂直纸面、水平虚线是两环圆心的连线,离环无穷远处有一个带正电的粒子,沿连线方向对着圆环圆心射去.取无穷远处的电势为零,不计重力.已知带电粒子初速度为v0时恰好可以穿过两个圆环飞向另一侧,则当初速度方向不变,大小为2v0时,带电粒子在穿过两个圆环飞向另一侧的过程中( )
A. 先加速运动再减速运动
B. 先减速运动再加速运动
C. 运动的最小速度为
v0
D. 运动的最大速度为
v0
【答案】CD
【解析】设+Q和-Q圆环的圆心分别为O1和O2，根据
可知在O1右侧+Q产生的场强的先增大后减小且一直减小到0，而-Q的场强大多数情况下小于+Q产生的电场但场强却不会为0，故合场强为0的位置应该在O1的右侧，同理O2的左侧也有场强为0的位置，而O1和O2之间场强始终大于0，由于两个电荷的电荷量相同，故电场关于O1、O2的连线对称．
带正电的粒子从右侧很远处沿水平轴线飞来的过程中，在合场强等于0的O1点的右侧受到的电场力的方向向右，电场力做负功；从O1点的左侧到O2点的右侧受到的电场力的方向向左，电场力做正功，在O2点左侧电场力做负功；则带电粒子在穿过两个圆环飞向另一侧的过程中,，速度先减小，后增加，再减小；则选项AB错误；在O1点电势最高，设为φm，由对称性可知，在O2点电势最低，设为-φm，由能量关系可知，在O1点处的动能最小；在O2点动能最大；根据题意得： 
mv02＝qφm
当速度为2v0时： 
联立解得
； 
．故选项CD正确；故选CD.
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