Question

如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿AB，水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方，小球的電荷量為Q，可視為點(diǎn)電荷．a(chǎn)、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn)，且在以帶負(fù)電小球為圓心的同一豎直圓周上．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)）套在細(xì)桿上，由a點(diǎn)靜止釋放，在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是 （　　）

A．小圓環(huán)所受庫侖力的大小先增大后減小

B．小圓環(huán)的加速度先增大后減小

C．小圓環(huán)的動能先增大后減小

D．小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢能先增大后減小

Answer 1

分析：小圓環(huán)受到重力、支持力與庫侖力，由于重力與支持力均不做功，僅在庫侖引力作用下運(yùn)動，庫侖引力先做正功后做負(fù)功，則環(huán)的動能先增大后減小，而環(huán)與電荷組成的系統(tǒng)電勢能先減小后增大；由于兩者間距先變小后變大，則庫侖力大小先增加后減小．

解答：解：A、小圓環(huán)沿光滑直桿運(yùn)動，兩者間距先減小后增大，由庫侖定律F=k

Q1Q2

r2

可知，庫侖力先增大后減小．故A正確；
B、小圓環(huán)沿光滑直桿運(yùn)動，兩者間距先減小后增大，由庫侖定律可知，庫侖力先增大后減小．而庫侖力沿桿方向的分力提供合力，雖然庫侖力先大后小，但其分力卻是先變小后變大，則加速度也是先減小后增大．故B錯誤；
C、小圓環(huán)沿光滑直桿運(yùn)動，庫侖力與速度方向的夾角先小于90°后大于90°，則庫侖力先做正功后做負(fù)功．所以小圓環(huán)的動能先增大后減小．故C正確；
D、小圓環(huán)沿光滑直桿運(yùn)動，庫侖力與速度方向的夾角先小于90°后大于90°，則庫侖力先做正功后做負(fù)功．由于只有庫侖力做功，所以小圓環(huán)的動能先增大后減小，則小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢能先減小后增大．故D錯誤；
故選：AC

點(diǎn)評：考查庫侖定律與牛頓第二定律，及運(yùn)用力的分解，同時還應(yīng)用力的做功，特別注意功的正負(fù)．并當(dāng)只有電場力做功時，動能與電勢能相互轉(zhuǎn)化．