Question

如图所示带正电的金属圆环竖直放置,其中心处有一电子,若电子某一时刻以初速度v₀从圆环中心处水平向右运动,则此后电子将(    )

 

A.做匀速直线运动

B.做匀减速直线运动

C.以圆心为平衡位置振动

D.以上选项均不对

 

Answer 1

【答案】

C

【解析】将圆环分成无数个正点电荷,再用点电荷场强公式和场强叠加原理求出v₀方向所在直线上的场强分布即可.由场强叠加原理易知,把带电圆环视作由无数个点电荷组成,则圆环中心处的场强为0,v₀所在直线的无穷远处场强也为0,故沿v₀方向从圆心到无穷远处的直线上必有一点场强最大.从O点沿v₀方向向右的直线上各点的场强方向处处向右.再由对称性知,沿v₀方向所在直线上的O点左方也必有一点场强最大,无穷远处场强为零,方向处处向左.故电子在带电圆环所施加的电场力作用下将向右减速至零,再向左运动,当运动到O点处时,速度大小仍为v₀,并向左继续运动至速度也为零(这点与O点右方的速度为零处关于O点对称),然后往复运动.在整个运动过程中,F_电是个变力,故加速度也是变化的.