Question

如圖所示帶正電的金屬圓環豎直放置,其中心處有一電子,若電子某一時刻以初速度v₀從圓環中心處水平向右運動,則此后電子將(    )

A．做勻速直線運動

B．做勻減速直線運動

C．以圓心為平衡位置振動

D．以上選項均不對

Answer 1

C

將圓環分成無數個正點電荷,再用點電荷場強公式和場強疊加原理求出v₀方向所在直線上的場強分布即可.由場強疊加原理易知,把帶電圓環視作由無數個點電荷組成,則圓環中心處的場強為0,v₀所在直線的無窮遠處場強也為0,故沿v₀方向從圓心到無窮遠處的直線上必有一點場強最大.從O點沿v₀方向向右的直線上各點的場強方向處處向右.再由對稱性知,沿v₀方向所在直線上的O點左方也必有一點場強最大,無窮遠處場強為零,方向處處向左.故電子在帶電圓環所施加的電場力作用下將向右減速至零,再向左運動,當運動到O點處時,速度大小仍為v₀,并向左繼續運動至速度也為零(這點與O點右方的速度為零處關于O點對稱),然后往復運動.在整個運動過程中,F_電是個變力,故加速度也是變化的.