Question

【題目】如圖所示，兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷、固定在同一條水平線上，電荷量分別為和。是水平放置的足夠長(zhǎng)的光滑絕緣細(xì)桿，細(xì)桿上套著一個(gè)中間穿孔的小球，其質(zhì)量為，電荷量為（可視為試探電荷，不影響電場(chǎng)的分布）�，F(xiàn)將小球從點(diǎn)電荷的正下方點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)點(diǎn)電荷的正下方點(diǎn)時(shí)，速度為，為的中點(diǎn)。則（　�。�

A.小球從至先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)

B.小球運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)時(shí)速度為

C.小球最終可能返回至點(diǎn)

D.小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最終速度為

Answer 1

【答案】BD

【解析】

A．根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布，可知，兩點(diǎn)電荷連線的中垂面是等勢(shì)面，電勢(shì)為0，正點(diǎn)電荷附近電勢(shì)大于0，負(fù)點(diǎn)電荷附近電勢(shì)小于0，根據(jù)對(duì)稱關(guān)系可得

其中

，

所以小球從C到D運(yùn)動(dòng)過程中，只有電場(chǎng)力做功，且由于電勢(shì)降低，所以電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，小球在做加速運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；

B．小球由C到D，由動(dòng)能定理得

則由C到O，由動(dòng)能定理可得

所以B正確；

C．由分析可知

無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)也是0，小球由O到D加速運(yùn)動(dòng)，再由D到無窮遠(yuǎn)處，電勢(shì)升高，電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，小球做減速運(yùn)動(dòng)，所有不可能返回O點(diǎn)，所以C錯(cuò)誤；

D．小球從O到無窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功為0，由能量守恒可知，動(dòng)能變化量也是0，即無窮遠(yuǎn)處的速度為

所以D正確。

故選BD。