选择题6.0分
物理

19.如图所示,某无限长粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,杆竖直放置。杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种电荷连线的中点,AO=BO。现有一带电小圆环从杆上A点以初速度v0向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。则关于小圆环的运动,下列说法正确的是 (    )

A

运动的加速度先变大再变小

B

电场力先做正功后做负功

C

运动到O点的动能为初动能的一半

D

运动到O点的速度小于v0/2

正确答案及相关解析

正确答案

A

解析

A、等量异号电荷的连线的中垂线上,从A到B电场强度先增大后减小,O点的电场强度最大,所以小圆环受到的电场力先增大后减小,小圆环受到的摩擦力:f=μFN=μqE,所以小圆环受到的摩擦力先增大后减小,它的加速度:,则a先增大后减小.故A正确;

B、一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面,故小圆环从A到B过程电场力不做功,故B错误;

C、设AB之间的距离为2L,摩擦力做功为2Wf,小圆环从A到B的过程中,电场力不做功,重力和摩擦力做功,根据动能定理得:

 

,即运动到O点的动能为初动能的一半,运动到O点的速度大于。故C正确,D错误。

考查方向

本题主要考查了电势差与电场强度的关系;电场强度;电势能.   

解题思路

一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面,电荷从等势面上的一点移动到另一点,电场力做功为零.根据受力分析得出加速度的变化;小圆环从A向B运动的过程中重力和摩擦力做功,根据动能定律即可得出动能和速度的变化.

易错点

本题关键是明确一对等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图,要做到胸中有图;同时要特别注意两个电荷的连线和中垂线上的电场情况.能够熟练运用动能定理研究速度和动能.