Question

3．如圖所示，兩個相同的細(xì)金屬圓環(huán)帶有等量異種電荷，相隔一定距離同軸平行固定放置，O₁，、O₂分別為兩環(huán)圓心，一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿水平軸線飛來并依次穿過兩環(huán)，若粒子只受電場力作用，則在粒子運動過程中（　　）

• A． 在經(jīng)過O₁點時粒子的速度最小
• B． 從O₁到O₂的過程中，粒子電勢能一直增大
• C． 在軸線上O₁點右側(cè)一定存在一點，粒子在該點動能最小
• D． 軸線上O₁點右側(cè)、O₂點左側(cè)都存在合場強為零的點，且它們關(guān)于O₁、O₂連線中點對稱

Answer 1

分析 在O₁點時，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對稱，所以其在O₁產(chǎn)生的電場強度為0，而-Q各點在O₁產(chǎn)生的場強水平向左，故質(zhì)子在O₁點所受電場力方向向左；要看電勢能如何變化就看電場力如何做功；如果合外力做正功，動能增大，合外力做負(fù)功，動能減�。桓鶕�(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場強的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場強大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場但場強卻不會為0．

解答 解：A、C、D、根據(jù)E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場強的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場強大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場但場強卻不會為0，故合場強為0的位置應(yīng)該在O₁的右側(cè)，同理O₂的左側(cè)也有場強為0的位置，而O₁和O₂之間場強始終大于0，由于兩個電荷的電荷量相同，故電場關(guān)于O₁、O₂的連線對稱．
帶正電的粒子從右側(cè)很遠(yuǎn)處沿水平軸線飛來的過程中，在合場強等于0的點的右側(cè)受到的電場力的方向向右，電場力做負(fù)功；在合場強等于0的點的左側(cè)受到的電場力的方向向左，電場力做正功，該點處的動能最小，速度最小，故A錯誤，C正確，D正確；
B、在質(zhì)子從O₁向O₂運動的過程中+Q對質(zhì)子的電場力向左，-Q對質(zhì)子的作用力方向也向左，故電場力對質(zhì)子始終做正功，故質(zhì)子的電勢能一直減小，故B錯誤；
故選：CD

點評 本題考查了電場的合成，解決這類題目的技巧是詳實的分析，仔細(xì)的計算，每個位置都不能漏過．場強是矢量，其運算利用平行四邊形定則．
同時要注意，該情況下，環(huán)的電場不同于點電荷的電場，兩個環(huán)產(chǎn)生的電場的合電場類似于等量異種點電荷的電場，又與之有所不同！