Question

如圖所示，光滑絕緣細桿AB，水平放置于被固定的帶負電荷的小球的正上方，小球的電荷量為Q，可視為點電荷．a、b是水平細桿上的兩點，且在以帶負電小球為圓心的同一豎直圓周上．一個質量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環（可視為質點）套在細桿上，由a點靜止釋放，在小圓環由a點運動到b點的過程中，下列說法中正確的是 （　　）

A．小圓環所受庫侖力的大小先增大后減小

B．小圓環的加速度先增大后減小

C．小圓環的動能先增大后減小

D．小圓環與負電荷組成的系統電勢能先增大后減小

Answer 1

分析：小圓環受到重力、支持力與庫侖力，由于重力與支持力均不做功，僅在庫侖引力作用下運動，庫侖引力先做正功后做負功，則環的動能先增大后減小，而環與電荷組成的系統電勢能先減小后增大；由于兩者間距先變小后變大，則庫侖力大小先增加后減小．

解答：解：A、小圓環沿光滑直桿運動，兩者間距先減小后增大，由庫侖定律F=k

Q1Q2

r2

可知，庫侖力先增大后減小．故A正確；
B、小圓環沿光滑直桿運動，兩者間距先減小后增大，由庫侖定律可知，庫侖力先增大后減小．而庫侖力沿桿方向的分力提供合力，雖然庫侖力先大后小，但其分力卻是先變小后變大，則加速度也是先減小后增大．故B錯誤；
C、小圓環沿光滑直桿運動，庫侖力與速度方向的夾角先小于90°后大于90°，則庫侖力先做正功后做負功．所以小圓環的動能先增大后減小．故C正確；
D、小圓環沿光滑直桿運動，庫侖力與速度方向的夾角先小于90°后大于90°，則庫侖力先做正功后做負功．由于只有庫侖力做功，所以小圓環的動能先增大后減小，則小圓環與負電荷組成的系統電勢能先減小后增大．故D錯誤；
故選：AC

點評：考查庫侖定律與牛頓第二定律，及運用力的分解，同時還應用力的做功，特別注意功的正負．并當只有電場力做功時，動能與電勢能相互轉化．