Question

【題目】如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電的小球從O點(diǎn)正上方h高處的A點(diǎn)靜止釋放，并穿過帶電圓環(huán)繼續(xù)下落。關(guān)于小球從A點(diǎn)到A′點(diǎn)（ A′與A關(guān)于O點(diǎn)對稱）的過程中的加速度（a）、重力勢能（EpG）、機(jī)械能（E）、電勢能（Ep電）隨h變化的下列圖象中，一定錯誤的是（取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且向下為正方向, 取O點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)和無限遠(yuǎn)處電勢為零）（ ）

Answer 1

【答案】D

【解析】

試題分析：小球運(yùn)動過程的示意圖如圖所示．

圓環(huán)中心的場強(qiáng)為零，無窮遠(yuǎn)處場強(qiáng)也為零，則小球從A到圓環(huán)中心的過程中，場強(qiáng)可能先增大后減小，則小球所受的電場力先增大后減小方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，重力不變，則加速度可能先減小后增大；小球穿過圓環(huán)后，小球所受的電場力豎直向下，加速度方向向下，為正值，根據(jù)對稱性可知，電場力先增大后減小，則加速度先增大后減小．故A是可能的．故A正確．小球從A到圓環(huán)中心的過程中，重力勢能EpG=mgh，小球穿過圓環(huán)后，EpG=-mgh，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，B是可能的．故B正確．小球從A到圓環(huán)中心的過程中，電場力做負(fù)功，機(jī)械能減小，小球穿過圓環(huán)后，電場力做正功，機(jī)械能增大，故C是可能的．故C正確．由于圓環(huán)所產(chǎn)生的是非勻強(qiáng)電場，小球下落的過程中，電場力做功與下落的高度之間是非線性關(guān)系，電勢能變化與下落高度之間也是非線性關(guān)系，所以D是不可能的．故D錯誤．此題選錯誤的選項，故選D．