问题 选择题

如图所示,带正电的点电荷O固定,另外有两个质量相等、电荷量相同的点电荷A、B分别在点电荷O的电场力的作用下沿1、2两轨道运动,其中电荷A沿半径为r的圆轨道1以速度vA运动;电荷B沿椭圆轨道2运动,椭圆轨道到O的最远距离为2r,电荷B经过椭圆最远点的速率为vB;两轨道相切于C点,若不考虑A、B;间的相互作用,A、B、C、O四点在一条直线上.则(  )

A.A电荷带负电,B电荷带正电

B.vA=vB

C.两电荷分别经过C点时速度大小相等

D.A电荷运动的加速度大小为

v2A
r

答案

A、A、B两电荷受力均为库仑力,库仑力提供向心力指向圆心,所以A、B两电荷应该受静电引力,所以两电荷都是负电荷.故A错误

B、根据静电引力提供向心力

kqQ
R2
=
mv2
R
=ma

得a=

v2
R
、v=
kqQ
mR

电荷A沿1轨道做匀速圆周运动的加速度aA=

v2A
r
,速率vA=vC1=
kqQ
mr

如果电荷B 在C点绕O做匀速圆周运动,其速率vC2′=vC1=

kqQ
mr

若电荷B 在图示位置绕O做匀速圆周运动,其速率vB′=

kqQ
2mr

而电荷B因实际做椭圆运动,经过图示位置后可视为做“向心”运动,所以 vB<vB′=

kqQ
2mr
<vA=
kqQ
mr

经过C点后可视为做“离心”运动,所以 vC2>vC2′=vC1,故B、C错误,D正确.

故选D.

问答题
单项选择题