如圖所示,豎直方向上固定一光滑絕緣細杆,兩電荷量相等的正點電荷M、N關於細杆對稱固定。兩電荷連線中點為O,帶正...
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問題詳情:
如圖所示,豎直方向上固定一光滑絕緣細杆,兩電荷量相等的正點電荷M、N關於細杆對稱固定。兩電荷連線中點為O,帶正電的小球套在細杆上,從距中點O高為處的P點靜止釋放,經過時間運動到O點。此過程中小球速度的大小v、加速度的大小a、動能Ek、電勢能Ep(無窮遠處電勢為0)隨時間t或下降距離h的變化圖像可能正確的有( )
A. B.
C. D.
【回答】
BCD
【解析】
AB.根據等量同種正點電荷的特點可知,MN在杆的位置處的電場線的方向向上,從杆與MN的連線的交點處向上,電場強度的大小從0先增大後減小。小球受重力,如果開始時小球的位置在場強最大點的下方,則小球向下運動的過程中受到的電場力逐漸減小,所以小球的加速度逐漸增大,小球做加速度增大的加速運動;如果開始時小球的位置在最大的點的位置上方,則小球向下運動的過程中受到的電場力先增大後減小,所以小球的加速度可能先減小後增大,小球先做加速度減小的加速運動,後做加速度最大的加速運動;則B項中的速度變化是可能的,A項的加速度的變化是不可能的,故A錯誤,B正確;
C.如果開始時小球的位置在場強最大的點的位置上方,而且電場力最大的時候電場力大於重力,則小球向下運動的過程中受到的電場力先增大後減小,所以小球的加速度先減小然後反向增大,所以小球先做加速度減小的加速運動,後做加速度增大的減速運動;當經過了電場力得最大點後,又做加速度減小的減速運動,最後再做加速度增大的加速運動,該種情況下小球的運動過程最複雜,小球的速度先增大,然後減小,最後又增大。小球的動能也是先增大,然後減小,最後又增大,故C正確;
D.小球向下運動的過程中電場力一直做負功,所以小球的電勢能一直增大,故D正確。
故選BCD。
知識點:帶電粒子在電場中的運動
題型:選擇題