Question

如圖，帶正電的金屬圓環豎直放置，繞過圓心的中心軸勻速轉動（從右向左看為順時針方向，不考慮輻射電磁波），其中心處有一質子，若質子（重力不計）某一時刻以初速v₀從圓環中心處水平向右運動，則此后質子將（　　）

A．做加速直線運動

B．以圓心為平衡位置的振動

C．系統電勢能逐漸減小

D．質子的加速度逐漸增大

Answer 1

分析：帶正電的金屬圓環豎直放置，繞過圓心的中心軸勻速轉動，形成環形電流，根據安培定則得出環形電流中心的磁場，通過對質子的受力判斷其運動情況，根據電場力做功判斷電勢能的變化．

解答：解：金屬圓環勻速轉動，形成環形電流，根據安培定則，中心的磁場水平向左，帶電粒子速度方向與磁場平行，不受洛倫茲力．但質子受到圓環上正電荷的庫侖力，庫侖力的合力水平向右，知質子做加速運動，電場力做正功，系統電勢能逐漸減小．加速度在中心處為零，向右運動到無窮遠處為零，知先增大后減小．故A、C正確，B、D錯誤．
故選AC．

點評：解決本題的關鍵掌握安培定則判斷環形電流周圍磁場的方向，以及知道電場力做功與電勢能的關系．