Question

如图所示，在固定的带电小球A的正上方有一竖直的绝缘光滑细杆，细杆上套一个带电的小环，其内径略大于细杆的直径。小环在B处时有向下的加速度，若小球从B处开始以一定的初速下落，到C处速度恰好为零（在运动过程中，A、B电量不变）。则下列说法正确的是

A．小球和小环一定带异种电荷
B．小环在C点时加速度一定最大
C．小环在C点时电势能一定最小
D．小环在B、C连线中点时速度一定最大

Answer 1

B

试题分析：因小环在B处时有向下的加速度，到C处速度恰好为零，所以小环在下落过程中受竖直向下的重力和竖直向上的库仑力，小球和小环带同种电荷，故A错误；库仑力的方向与运动方向相反，对小环一直做负功，由功能关系知，小环具有的电势能一直增加，所以小环在C点时电势能最大，故C错误；根据库仑定律，小环在下落过程中库仑力逐渐增大，小环先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速运动，当合力为零，即加速度为零时速度最大，此位置距A球的距离不变，当初速度较大时速度最大位置在B、C连线中点的上方，当初速度较小时速度最大位置在B、C连线中点的下方，也可能在B、C连线的中点，故D错误；设小环距A的距离为ｒ由库仑定律得：，作出图象如图所示，设小环在关于合力为零的位置对称的上下两点时所受的合力分别为、，由图可知，，所以假设在合力为零的位置上方某位置由静止释放小环，加速时间一定大于减速时间，作出图象如图所示，在图象中图线的斜率表示小环的加速度，由图可知，小环在C点时加速度一定最大，故B正确．所以选B．