Question

【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電的小球從O點(diǎn)正上方h高的A點(diǎn)靜止釋放，并穿過帶電環(huán)，關(guān)于小球從A運(yùn)動(dòng)到與O對(duì)稱的點(diǎn)A′的過程中，其加速度（a）、重力勢(shì)能（EpG）、機(jī)械能（E）、電勢(shì)能（Ep電）隨位置變化的圖象如圖所示（取0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，向下為加速度的正方向，并取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零）．其中不正確的是

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】AD

【解析】圓環(huán)中心的場(chǎng)強(qiáng)為零，無(wú)窮遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)也為零，則小球從A到圓環(huán)中心的過程中，場(chǎng)強(qiáng)可能先增大后減小，則小球所受的電場(chǎng)力先增大后減小方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，重力不變，則加速度可能先減小后增大；小球穿過圓環(huán)后，小球所受的電場(chǎng)力豎直向下，加速度方向向下，為正值，根據(jù)對(duì)稱性可知，電場(chǎng)力先增大后減小，則加速度先增大后減�。�故A是可能的，故A正確；小球從A到圓環(huán)中心的過程中，重力勢(shì)能EpG=mgh，小球穿過圓環(huán)后，EpG=-mgh，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，B是可能的，故B正確；小球從A到圓環(huán)中心的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，機(jī)械能減小，小球穿過圓環(huán)后，電場(chǎng)力做正功，機(jī)械能增大，故C是可能的，故C正確；由于圓環(huán)所產(chǎn)生的是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球下落的過程中，電場(chǎng)力做功與下落的高度之間是非線性關(guān)系，電勢(shì)能變化與下落高度之間也是非線性關(guān)系，所以D是不可能的，故D圖錯(cuò)誤。所以選D。