Question

如图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上o点套ks5u有一质量为m、带电量为-q的小环，在环的左侧固定一电荷为+Q的点电荷，杆上a、b两点到+Q的距离相等，oa之间距离为h₁，ab之间距离为h₂，使小环从图示位置的o点由静止释放后，通过a点的速率为．则下列说法正确的是（ ）
A．小环通过b点的速率为
B．小环从o到b，电场力做的功可能为零
C．小环在oa之间的速度是先增大后减小
D．小环在ab之间的速度是一直增大

Answer 1

【答案】分析：由题可知，a点与b点电势相等，则小环从O点移到a点与移到b点电场力做功相等，根据动能定理分别研究小环从O点移到a点与O点移到b点，求解小环通过b点的速率．根据动能定理分析小环从o到b电场力做功不等于零．小环在oa之间运动时，重力和电场力均做正功速度一直增大．根据动能定理研究小环滑到ab的速度大小，分析小环在ab之间的速度如何变化．
解答：解：A、由题电势差U_oa=U_ob，根据动能定理得
    o→a过程：mgh₁+（-qU_oa）=        ①
    o→b过程：mg（h₁+h₂）++（-qU_ob）=  ②
又v_a=
    解得   v_b=   故A正确．
   B、小环从o到b电场力做的功等于从o到a电场力做的功，大于零．故B错误．
   C、小环在oa之间运动过程，重力和电场力均做正功，速度一直增大．故C错误．
   D、小环在ab之间运动过程，重力做正功，电场力先做正功，后做负功，无法判断重力做功与电场力做功的大小，则无法确定速度的变化情况．故D错误．
故选A．
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，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．