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精英家教网如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘杆,杆上a点套有一质量为m、带电荷量为-q的小环,在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上b、c两点到+Q的距离相等,ab之间距离为h1,bc之间距离为h2=h1,小环从图示位置的a点由静止释放后,通过b点的速率为
3gh1
.则下列说法正确的是(  )
A、小环通过b、c两点时的速度大小相等
B、小环通过c点的速率为
5gh1
C、小环从a到b,电势能逐渐增大
D、小环从a到c,电场力做的功可能为零
分析:由题可知,b点与c点电势相等,则小环从a点移到b点与移到c点电场力做功相等,根据动能定理分别研究小环从a点移到b点与a点移到c点,求解小环通过c点的速率.
小环在ab之间运动时,电场力做正功,电势能减小.
根据动能定理分析小环从a到c电场力做功不等于零.
解答:解:A、b、c两点的电势是相等的,小环在bc之间运动过程,电场力做功为零,但重力做正功,速度是增加的,故A错误;
B、b、c两点是+Q所产生的电场中的两个等势点,所以小环从b到c的过程中只有重力做功,
根据动能定理研究小环从b到c的过程得:mgh2=
1
2
mvc2-
1
2
mvb2
=
1
2
mvc2-
1
2
m(
3gh1
)
2

解得:vb=
g(3h1+2h2)
=
5gh1
,故B正确;
C、小环从a到b,电场力做正功,电势能减小,故C错误;
D、小环从a到c电场力做的功等于从a到b电场力做的功,大于零,故D错误;
故选:B.
点评:本题要运用动能定理分析物体的运动情况,关键要抓住电场力做功的特点:与初末位置的电势差有关,与路径无关.
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