Question

【題目】如圖所示，兩個(gè)固定的半徑均為r的細(xì)圓環(huán)同軸放置，O1、O2分別為兩細(xì)環(huán)的圓心，且O1O2 =2r，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷-Q、+Q(Q>0)。一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))位于右側(cè)遠(yuǎn)處，現(xiàn)給粒子一向左的初速度，使其沿軸線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)兩環(huán)后運(yùn)動(dòng)至左側(cè)遠(yuǎn)處。在粒子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

A.從O1到O2，粒子一直做減速運(yùn)動(dòng)

B.粒子經(jīng)過(guò)O1點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最小

C.軸線上O1點(diǎn)右側(cè)存在一點(diǎn)，粒子在該點(diǎn)動(dòng)能最大

D.粒子從右向左運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，電勢(shì)能先減小后增加

Answer 1

【答案】AC

【解析】

A．圓環(huán)在水平線上產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)豎直分量疊加為0，只有水平分量相加，所以圓環(huán)在水平線上的場(chǎng)強(qiáng)方向與水平線平行，同理圓環(huán)在水平線上的場(chǎng)強(qiáng)方向與水平線平行；根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加，帶負(fù)電粒子從到過(guò)程中，受到的電場(chǎng)力合力方向始終水平向右，與粒子運(yùn)動(dòng)方向相反，所以粒子做減速運(yùn)動(dòng)，A正確；

BC．圓環(huán)在水平線上處場(chǎng)強(qiáng)為0，在向右無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)為0，同理圓環(huán)在水平線上的場(chǎng)強(qiáng)分布也如此，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加說(shuō)明在右側(cè)和左側(cè)必定存在場(chǎng)強(qiáng)為0的位置，所以粒子從右側(cè)遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，合場(chǎng)強(qiáng)先水平向左減小，帶負(fù)電粒子所受電場(chǎng)力水平向右減小，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，粒子做加速運(yùn)動(dòng)，在右側(cè)某位置合場(chǎng)強(qiáng)為0，粒子速度達(dá)到最大，動(dòng)能最大；繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，合場(chǎng)強(qiáng)水平向右且增大，粒子所受電場(chǎng)力水平向左，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，粒子做減速運(yùn)動(dòng)至，B錯(cuò)誤，C正確；

D．粒子穿過(guò)后，對(duì)比上述分析可知，粒子所受電場(chǎng)力先水平向右，后水平向左，所以電勢(shì)能先減小，后增大，綜合BC選項(xiàng)分析，D錯(cuò)誤。

故選AC。