Question

3．如圖所示的xOy坐標系中，x軸上固定一個點電荷Q，y軸上固定一根光滑絕緣細桿（細桿的下端剛好在坐標原點D處），將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)（視為質點）從桿上P處由靜止釋放，圓環(huán)從O處離開細桿后恰好繞點電荷Q做圓周運動．下列說法正確的是（　�。�

• A． 圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中，速度一直增大
• B． 圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中，加速度一直增大
• C． 增大圓環(huán)所帶的電荷量，其他條件不變，圓環(huán)從0處離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動
• D． 增大電荷Q所帶的電荷量，其他條件不變，圓環(huán)離開細桿時的速度將變大

Answer 1

分析 圓環(huán)運動過程中只有電場力做功，根據動能定理判斷速度變化情況，根據牛頓第二定律判斷加速度變化情況，結合離心運動的條件分析粒子是否做離心運動．

解答 解：A、圓環(huán)從P運動到O的過程中，只有庫侖引力做正功，根據動能定理知，動能一直增大，則速度一直增大．故A正確．
B、圓環(huán)從P運動到O的過程中，受庫侖引力，桿子的彈力，庫侖引力沿桿子方向上的分力等于圓環(huán)的合力，滑到O點時，所受的合力為零，加速度為零．故B錯誤．
C、D、根據動能定理得，qU=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，根據牛頓第二定律得，k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，聯(lián)立解得k$\frac{Q}{{r}^{2}}$=$\frac{2U}{r}$，可知圓環(huán)仍然可以做圓周運動．若增大高度，知電勢差U增大，庫侖引力與所需向心力不等，不能做圓周運動．故C正確，D錯誤．
故選：AC．

點評 本題關鍵是明確明確粒子的受力情況和運動情況，要能夠結合動能定理、牛頓第二定律和離心運動的條件分析，不難．