如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘杆,杆上o点套有一质量为m、带电量为-q的小环,在环的左侧固定一电荷为+Q的点电荷,杆上a、b两点到+Q的距离相等,oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,使
问题描述:
如图所示,L为竖直、固定的光滑绝缘杆,杆上o点套有一质量为m、带电量为-q的小环,在环的左侧固定一电荷为+Q的点电荷,杆上a、b两点到+Q的距离相等,oa之间距离为h1,ab之间距离为h2,使小环从图示位置的o点由静止释放后,通过a点的速率为
.则下列说法正确的是( )
3gh1
A. 小环通过b点的速率为
g(3h1+2h2)
B. 小环从o到b,电场力做的功可能为零
C. 小环在oa之间的速度是先增大后减小
D. 小环在ab之间的速度是一直增大
答
A、由题电势差Uoa=Uob,根据动能定理得
o→a过程:mgh1+(-qUoa)=
m1 2
①
v
2a
o→b过程:mg(h1+h2)++(-qUob)=
m1 2
②
v
2b
又va=
3gh1
解得 vb=
故A正确.
g(3h1+2h2)
B、小环从o到b电场力做的功等于从o到a电场力做的功,大于零.故B错误.
C、小环在oa之间运动过程,重力和电场力均做正功,速度一直增大.故C错误.
D、小环在ab之间运动过程,重力做正功,电场力先做正功,后做负功,无法判断重力做功与电场力做功的大小,则无法确定速度的变化情况.故D错误.
故选A.