题目内容

1.如图所示,竖直固定的光滑的绝缘杆上O点套有一个质量为m,带电量为q(q<0)的小环.在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷,杆上A、B两点与Q正好构成一边长为a的等边三角形,OA间距离也为a.现将小环从O点由静止释放,若小环通过A点的速率为$\sqrt{3ga}$,则在小环从O到B的过程中(  )
A.在O点时,q与Q形成的系统电势能最大
B.到达AB的中点时,小环速度一定最大
C.从O到B,电场力对小环一直做正功
D.到达B点时,小环的速率为$\sqrt{5ga}$

分析 分析小环运动过程中的受力情况和电场力做功情况,根据电势能的变化与电场力做功特点结合动能定理进行解答.

解答 解:AC、在小环从O到A的过程中,电场力做正功,从A到B运动的过程中,电场力先做正功再做负功,且做的正功和负功代数和为零,所以在小环从O到B的过程中,电势能减小,在O点时,q与Q形成的系统电势能最大,A正确、C错误;
B、在小环从O到A的过程中,重力和电场力都做正功,到达AB的中点时,电场力的方向沿水平方向,而重力的方向竖直方向,所以在运动的过程中,重力仍然做正功,可知到达AB的中点时,小环速度不是最大,故B错误;
D、小环从A点移到B点的过程,电场力做功为零,根据动能定理得:mga=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$,解得vb=$\sqrt{5ga}$.故D正确.
故选:AD.

点评 本题运用动能定理分析物体的运动情况,关键确定电场力做功正负,要抓住电场力做功的特点:电荷与初末位置的电势差有关,与路径无关.

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