Question

【題目】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O處），將一個套在桿上重力不計的帶電圓環（視為質點）從桿上P處由靜止釋放，圓環從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. 圓環沿細桿從P運動到O的過程中，加速度一直增大

B. 圓環沿細桿從P運動到O的過程中，速度一直增大

C. 增大圓環所帶的電荷量，其他條件不變，圓環離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動

D. 將圓環從桿上P的上方由靜止釋放，其他條件不變，圓環離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A. 圓環從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的合力，滑到O點時，所受的合力為零，加速度為零。故A錯誤。

B. 圓環從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B正確。

CD. 根據動能定理得：

根據牛頓第二定律得：

聯立解得：

增大圓環所帶的電荷量，其他條件不變，圓環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。