Question

如圖所示，在固定的帶電小球A的正上方有一豎直的絕緣光滑細(xì)桿，細(xì)桿上套一個(gè)帶電的小環(huán)，其內(nèi)徑略大于細(xì)桿的直徑．小環(huán)在B處時(shí)有向下的加速度，若小球從B處開始以一定的初速下落，到C處速度恰好為零（在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A、B電量不變）．則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A、小球和小環(huán)一定帶異種電荷
• B、小環(huán)在C點(diǎn)時(shí)加速度一定最大
• C、小環(huán)在C點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能一定最小
• D、小環(huán)在B、C連線中點(diǎn)時(shí)速度一定最大

Answer 1

分析：根據(jù)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，可判斷小球與小環(huán)是同種電荷；根據(jù)小球的受力情況，結(jié)合庫(kù)侖定律和牛頓第二定律分析加速度的變化，確定什么位置加速度最大；根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷電勢(shì)能的變化情況；當(dāng)小球受力平衡時(shí)，速度最大．

解答：解：
A、據(jù)題意知，小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，可知小球一定受到了向上的排斥力，小球與小環(huán)是同種電荷；故A錯(cuò)誤；
B、設(shè)小球經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)重力等于庫(kù)侖力．根據(jù)牛頓第二定律得：
在B到D段：mg-F_庫(kù)=ma，小球下降時(shí)．庫(kù)侖力增大，加速度減��；所以在這一段中小球在B點(diǎn)加速度最大；
在D到C段：F_庫(kù)-mg=ma，庫(kù)侖力增大，加速度增大；所以在這一段中小球在C點(diǎn)加速度最大；
由于小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的庫(kù)侖力比B點(diǎn)大，由上面兩式比較可知：在C點(diǎn)的加速度最大，故B正確；
C、電場(chǎng)力對(duì)小球一直做負(fù)功，電勢(shì)能一直增大，所以小環(huán)在C點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能一定最大，故C錯(cuò)誤；
D、在D點(diǎn)，重力與庫(kù)侖力大小相等，速度最大，由于電場(chǎng)線分布不均勻，可知D點(diǎn)不是BC連線的中點(diǎn)，故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：解答本題關(guān)鍵是分析小球的受力情況，抓住庫(kù)侖力是可變的，類似于彈簧類型進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析．