Question

【題目】如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環水平放置，環心為O點，質量為m的帶正電的小球從O點正上方的A點由靜止釋放，并穿過帶電環，關于小球從A到A關于O的對稱點A′過程中的加速度(a)、重力勢能(EpG)、機械能(E)、電勢能能(Ep電)隨位置變化的圖象一定錯誤的是(取O點為坐標原點且重力勢能為零，豎直向下為正方向，無限遠電勢為零)(　　)

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】D

【解析】A、圓環中心的場強為零，無窮遠處場強也為零，則小球從A點到圓環中心的過程中，場強可能先增大后減小，則小球所受的電場力先增大后減小，方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，重力不變，則加速度可能先減小后增大；小球穿過圓環后，小球所受的電場力豎直向下，加速度方向向下，為正值，根據對稱性可知，電場力先增大后減小，則加速度先增大后減小，故A正確；

B、小球從A點到點的過程中，重力勢能，重力勢能與高度是線性變化的，故B正確；

C、小球從A點到圓環中心的過程中，電場力做負功，機械能減小，小球穿過圓環后，電場力做正功，機械能增大，故C正確；

D、由于圓環所產生的是非勻強電場，小球下落的過程中，電場力做功與下落的高度之間是非線性關系，電勢能變化與下落高度之間也是非線性關系，故D錯誤。