问题 选择题

如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘杆,杆上O点套有一质量为m、带电量为-q的小环,在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷,杆上a、b两点到+Q的距离相等,Oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,使小环从图示位置的O点由静止释放后,通过a的速率为

3gh1
.则下列说法正确的是(  )

A.小环通过b点的速率为

g(3h1+2h2)

B.小环从O到b,电场力做的功可能为零

C.小环在Oa之间的速度是先增大后减小

D.小环在ab之间的速度是先减小后增大

答案

A、a、b两点是-+Q所产生的电场中的两个等势点,所以小环从a到b的过程中只有重力做功,

根据动能定理研究小环从a到b的过程得:

mgh2=

1
2
m
v2b
-
1
2
m
v2a
=
1
2
m
v2b
-
1
2
m(
3gh1
)2

解得   vb=

g(3h1+2h2)
  故A正确.

B、小环从o到b电场力做的功等于从o到a电场力做的功,大于零.故B错误.

C、小环在oa之间运动过程,重力和电场力均做正功,速度一直增大.故C错误.

D、小环在ab之间运动过程,重力做正功,电场力先做正功,后做负功,无法判断重力做功与电场力做功的大小,即无法判断重力做功与电场力做功的代数和的正负,则无法确定速度的变化情况.故D错误.

故选A.

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