Question

9．如圖所示，兩個(gè)固定的相同細(xì)圓環(huán)相距一定的距離，同軸平行放置，O₁、O₂分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷，一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來(lái)并穿過(guò)兩環(huán)，則（　　）

• A． 帶電粒子在O₁和O₂點(diǎn)加速大小相等，方向向反
• B． 帶電粒子從O₁運(yùn)動(dòng)到O₂，電勢(shì)能一直增加
• C． 帶電粒子在O₁和O₂連線中點(diǎn)動(dòng)能最小
• D． 軸線上O₁點(diǎn)右側(cè)，O₂點(diǎn)左側(cè)都存在場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，它們關(guān)于O₁、O₂連線中點(diǎn)對(duì)稱

Answer 1

分析 在O₁點(diǎn)時(shí)，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對(duì)稱，所以其在O₁產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，而-Q各點(diǎn)在O₁產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)水平向左，故+q在O₁點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向左；要看電勢(shì)能如何變化就看電場(chǎng)力如何做功；如果合外力做正功，動(dòng)能增大，合外力做負(fù)功，動(dòng)能減�。桓鶕�(jù)E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場(chǎng)強(qiáng)大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)但場(chǎng)強(qiáng)不會(huì)為0．

解答 解：A、在O₁點(diǎn)時(shí)，右環(huán)上電荷由于關(guān)于O₁對(duì)稱，所以其在O₁產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，而-Q各點(diǎn)在O₁產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)水平向左，故+q在O₁點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向左，故加速度的方向水平向左，同理可知O₂處場(chǎng)強(qiáng)方向也向左，故產(chǎn)生的加速度方向向左，所以帶電粒子在O₁和O₂點(diǎn)加速大小相等，方向相同，故A錯(cuò)誤．
B、在+q從O₁向O₂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中+Q對(duì)+q的電場(chǎng)力向左，-Q對(duì)+q的作用力方向也向左，故電場(chǎng)力對(duì)+q始終做正功，故+q的電勢(shì)能一直減�。�故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場(chǎng)強(qiáng)大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)但場(chǎng)強(qiáng)卻不會(huì)為0，故合場(chǎng)強(qiáng)為0的位置應(yīng)該在O₁的右側(cè)，而在合力為0之前合外力做負(fù)功，動(dòng)能持續(xù)減小，之后合力做正功，動(dòng)能增大，故動(dòng)能最小的點(diǎn)在O₁的右側(cè)，故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)E=k$\frac{Q}{{r}^{2}}$可知在O₁右側(cè)+Q產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的先增大后減小且一直減小到0，而-Q的場(chǎng)強(qiáng)大多數(shù)情況下小于+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)但場(chǎng)強(qiáng)卻不會(huì)為0，故合場(chǎng)強(qiáng)為0的位置應(yīng)該在O₁的右側(cè)，同理O₂的左側(cè)也有場(chǎng)強(qiáng)為0的位置，而O₁和O₂之間場(chǎng)強(qiáng)始終大于0，由于兩個(gè)電荷的電荷量相同，故電場(chǎng)關(guān)于O₁、O₂的連線對(duì)稱，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電場(chǎng)的合成，解決這類題目的技巧是詳實(shí)的分析，仔細(xì)的計(jì)算，每個(gè)位置都不能漏過(guò)．場(chǎng)強(qiáng)是矢量，其運(yùn)算利用平行四邊形定則．